Mezinárodní kosmická stanice může potřebovat více mikrobů, aby udržela astronauty zdravé

Mezinárodní kosmická stanice může potřebovat více mikrobů, aby udržela astronauty zdravé

Podle Allison Parshall editoval Lee Billings

Téměř čtvrt století lidé nepřetržitě obsadili to, co je pravděpodobně naše nejvíce izolovanější stanoviště: Mezinárodní vesmírná stanicenebo ISS. Posazený v blízkém vakuu na oběžné dráze z nízké země, byl domovem asi 270 lidí a různých zvířecí hosté—Plus mikroby, které zasáhly jízdu do vesmíru na tělech těchto obyvatel.

Tam se tito nezvaní mikrobiální hosté vyvíjeli. Bakterie přizpůsobit se kosmickému záření s novými způsoby oprava jejich DNA. Někteří se stanou rezistentní vůči antibiotikům a sterilizační látky nebo rozvíjejí jiné změny, díky nimž je pravděpodobnější, že způsobují onemocnění.

„Abychom se starali o nás lidi, musíme se starat o naše lidské mikroby.“ A to bude velmi zajímavá výzva. “ —Martin Blaser, mikrobiolog

O podpoře vědecké žurnalistiky

Pokud se vám tento článek líbí, zvažte podporu naší oceněné žurnalistiky předplatné. Zakoupením předplatného pomáháte zajistit budoucnost působivých příběhů o objevech a myšlenkách, které dnes formují náš svět.

„Je to takové extrémní prostředí,“ říká Rodolfo Salido, bioinženýr na Kalifornské univerzitě v San Diegu. A mikroby, které jej obývají, mohou přímo ovlivnit zdraví astronautů. Na Mapujte mikrobiální svět vesmírné staniceSalido a jeho kolegové poslali výtěry do vesmíru, kde astronauti vzorkovali stovky povrchů. Jejich výsledné trojrozměrná mapa mikrobiální rozmanitosti ISSPublikováno ve čtvrtek v časopise Buňka, ukazuje, že toto orbitální stanoviště postrádá mnoho typů bakteriálního života, s nimiž se lidé normálně setkávají, a to může být důležité pro naši pohodu. Zůstat zdravý v budoucnu dlouhodobě Pásy mimo světVědci navrhují, že možná potřebujeme trochu více pomoci od našich mikrobiálních přátel.

„Abychom se starali o nás lidi, musíme se starat o naše lidské mikroby.“ A to bude velmi zajímavá výzva “ve vesmírném cestování, říká Martin Blaser, mikrobiolog na Rutgers University, který se do nové studie nezúčastnil.

V prosinci 2020 Salido a jeho kolegové spolupracovali s laboratoří NASA pro Jet Propulsion Laboratory na zahájení asi 1 000 sterilizovaných vzorkovacích zařízení ISS. Tým přepracoval zařízení, aby pracovala ve vesmíru: jako vědec vázaný na Zemi se Salido hodně naučil od návštěvy repliky ISS v Houstonu, kde astronaut Michael Barratt poukázal na to, že normální vzorkování vědců byly příliš velké a hořlavé k létání.

Poté, co přepracované výtěry dorazily k ISS, astronaut a mikrobiolog Kathleen Rubins a další členové posádky strávili celkem 24 hodin výměnou povrchů přes americkou část vesmírné stanice. Vzali celkem 803 výtěrů, které byly vráceny na Zemi v říjnu 2021. Vědci poté analyzovali vzorky, aby identifikovali geny a chemické vedlejší produkty (a tedy i typy mikrobiálních druhů), které byly přítomny. Zjistili, že většina bakterií na ISS byla bakterie, které žijí na naší kůži, jako jsou druhy Staphylococcus. A co je důležité, bylo jen velmi málo bakterií, s nimiž se normálně setkáváme v zemské půdě a vodě.

V mnoha ohledech je tato situace „jako v jakékoli budově, ve které jste kdy byli,“ říká Blaser. „Vylučujeme mikroby z naší pokožky pořád,“ a v budovách je jich více s nízkým proudem vzduchu než mikroby na dvorku. Některá vnitřní prostředí jsou mikrobilně zkosená než jiná. V předchozí výzkum Blaser a jeho kolegové vzorkovali venkovské a městské domy na jihoamerických lokalitách od malé vesnice ve vzdálené Amazonii po rušnou metropoli v Manaus v Brazílii. Zjistili, že jak se naše obytné prostory stávají více izolovány z přírodního prostředí, vyčerpává to také mikroby, které jsou obvykle přítomny na těchto místech.

ISS však není typické umístění. Ve své nové studii vědci porovnávali své vzorky z vesmírné stanice s těmi, které vzali z domovů v Jižní Americe, a také další vzorky získané z jiných suchozemských prostředí, jako jsou nemocnice. Zjistili, že ISS byla na extrémním dolním konci mikrobiální rozmanitosti. Zejména jedno srovnání vyniklo s Haoqi Nina Zhao, environmentální chemik v UC San Diego a spoluvlastním autorkou studie: „„ Domov “na Zemi, která vypadá nejvíce podobně jako (ISS), byla izolační kolej používaná během Covid 19,“ říká.

Jak moc by toto mikrobiálně zkosené stanoviště mohlo ovlivnit zdraví astronautů, je stále otázkou spekulací. Vědci předpokládají, že by mohl přispět k vyrážkám a imunitní dysfunkci, kterou astronauti někdy zažívají. Když se přesuneme do Více umělých prostředíAť už na Zemi nebo ve vesmíru, „porušujeme náš vztah … s mikrobiálními expozicemi, které jsme se vyvinuli,“ říká Salido. „A naše imunitní systémy se dosud (dosud) nenaučily, jak se s tím vypořádat.“

Zatímco některé důkazy spojují nízkou mikrobiální rozmanitost se zvýšeným rizikem některé typy z Imunitní systém dysfunkceTakový výzkum obvykle zahrnuje děti a mikroby, které jsou vystaveny, když se vyvíjí jejich vlastní mikrobiom, ne zdraví dospělí astronauty, kteří dočasně žijí ve vesmíru, říká Blaser. To by se však změnilo, pokud by náš druh měl vytvořit dlouhodobější osady mimo Zemi.

„To bych chtěl vědět: Jak se v takovém stavu vyvíjejí mikroby těchto dětí?“ Blaser říká. „Bude to opravdu důležitá otázka pro budoucnost lidstva, pokud se chystáme kolonizovat pryč od Země.“

V této budoucnosti vesmírné budoucnosti možná budeme muset úmyslně vzít některé z našich starých mikrobiálních partnerů s námi a vychovávat je a přitom si stále udržovat méně žádoucí mikroorganismy pod kontrolou. Namísto chemických dezinfekčních prostředků, které mohou řídit antimikrobiální rezistenci, autoři naznačují, že budoucí výzkum se může zaměřit na hygienu na bázi probiotiky, která zavádí neškodné bakterie, aby překonal potenciálně škodlivé.

A ačkoli některá vnitřní prostředí by mohla postrádat důležité mikroby, odpověď není také zabránit základní hygienické opatření. „Nejde o vyhýbání se hygienickému,“ říká Salido. V budoucnu jde o vývoj způsobů, jak naše postavená prostředí mohou „zahrnovat mikrobiální symbionty nebo mikrobiální přátele, s nimiž jsme se vyvinuli“.