Przejdź do treści

Bakterie na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej mutują i zyskują na sile

Spis treści

Astronauci przebywający na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS) nie są sami. Wraz z nimi wokół planety orbituje cała menażeria drobnoustrojów, które dostały się na pokład wraz z astronautami czy zaopatrzeniem z Ziemi. W niedawnym badaniu zespół ekspertów przyjrzał się bliżej niektórym z nich. Naukowcy odkryli, że te mikroorganizmy zmutowały i obecnie są genetycznie i funkcjonalnie odmienne od swoich ziemskich odpowiedników.

Mogłoby się wydawać, że wnętrza Międzynarodowej Stacji Kosmicznej to nieskazitelnie czyste i aseptyczne środowisko. Nic bardziej mylnego. Wszędzie tam, gdzie są ludzie, są także mikroorganizmy z nami związane.

Mikroorganizmy na ISS

Środowisko ISS charakteryzuje się podwyższonym poziomem CO2 i mikrograwitacją, ale to nie przeszkadza mikroorganizmom. Co więcej, brak konkurencji ze strony mikrobów normalnie występujących na Ziemi sprzyja ich rozwojowi. Niektóre z żyjących na ISS drobnoustrojów mogą potencjalnie zagrażać zdrowiu astronautów, dlatego NASA kilka lat temu zleciła sporządzenie listy mikroorganizmów na pokładzie ISS (więcej na ten temat w tekście: Międzynarodowa Stacja Kosmiczna tętni życiem. NASA skatalogowała bakterie i grzyby na ISS). Badania te ujawniły zdumiewającą ich liczbę, chociaż ich wpływ na zdrowie astronautów nie jest do końca jasny. 

NASA i inne agencje kosmiczne są zainteresowane ustaleniem, jakie drobnoustroje i w jakich ilościach występują na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej oraz jak mikrobiom stacji zmienia się w czasie. Znajomość tej populacji może pomóc w opracowaniu środków bezpieczeństwa, zwłaszcza w przypadku planowanych długotrwałych misji kosmicznych, jak chociażby na Marsa. 

Od momentu powstania w 1998 roku Międzynarodowa Stacja Kosmiczna gościła prawie 300 astronautów. Wraz z nimi oraz z transportami ładunków na pokład ISS dostały się różnorakie mikroby. Tworzą one wyjątkową społeczność, a ponieważ mogą one dość szybko ewoluować, różnią się od swoich ziemskich odpowiedników. 

Mutacje

W niedawnym badaniu, którego rezultaty ukazały się na łamach pisma „Microbiome” (DOI: 10.1186/s40168-024-01777-1), naukowcy przyglądnęli się szczepom bakterii Enterobacter bugandensis. Jest to patogen oportunistyczny wywołujący różnorakie infekcje, takie jak zapalenie wsierdzia, bakteriemia, zapalenie kości i szpiku i septyczne zapalenie stawów. Gatunek ten ma również duże zdolności adaptacyjne i jest oporny na działanie kilku antybiotyków.

Naukowcy pozyskali do analizy 13 szczepów tego gatunku bakterii z Międzynarodowej Stacji Kosmicznej. Stwierdzili, że Enterobacter bugandensis na pokładzie ISS mutuje, stając się jeszcze bardziej opornym na leczenie. Co więcej, współistnieje z kilkoma innymi mikroorganizmami i być może nawet pomaga im przetrwać. Takie zachowanie w środowisku mikrograwitacji może prowadzić do dominacji Enterobacter bugandensis na pokładzie Międzynarodowej Stacji Kosmicznej.

Analizy badaczy sugerują, że pod wpływem wyjątkowego środowiska ISS, bakterie te zmutowały na wiele sposobów i obecnie różnią się genetycznie i funkcjonalnie od Enterobacter bugandensis, które spotykamy na Ziemi. „W naszych badaniach zidentyfikowaliśmy pewne geny, które są obecne wyłącznie w organizmach na ISS, ale nie w ich ziemskich odpowiednikach” – napisali autorzy w publikacji.

Lekooporność

Zrozumienie ewolucji bakterii w przestrzeni kosmicznej jest ważne dla ochrony zdrowia astronautów, a także opracowania alternatywnych podejść do zwalczania patogenów. W przypadku tych świeżo wyewoluowanych szczepów, ich adaptacja do mikrograwitacji może pomóc z nimi walczyć. Wspomniane geny obecne tylko u bakterii z ISS mogą potencjalnie służyć jako cele w terapii przeciwko patogenom.  

W odróżnieniu od swoich ziemskich odpowiedników, szczepy z ISS wykazywały mechanizmy oporności, które klasyfikują je w grupie patogenów ESKAPE. To zbiór lekoopornych bakterii, które są zdolne do ucieczki przed działaniem dostępnych obecnie antybiotyków. Patogeny z tej grupy są wysoce wirulentne i do tego posiadają liczne mechanizmy oporności na leki przeciwdrobnoustrojowe, co sprawia, że są poważnym zagrożeniem. 

„Odkryliśmy ewolucyjne trajektorie kluczowych genów, zwłaszcza tych przyczyniających się do adaptacji funkcjonalnych i potencjalnej oporności na środki przeciwdrobnoustrojowe. Hipotezą kluczową dla naszego badania było to, że wyjątkowy charakter środowiska kosmicznego, które jest odmienne od wszelkich środowisk na Ziemi, może napędzać adaptacje genomiczne” – przyznali autorzy w publikacji. 

Źródło: The Science Times, IFLScience, fot. ISS/ ESA/ NASA/ CC BY-SA 3.0 IGO

Udostępnij:

lub:

Podobne artykuły

Międzynarodowa Stacja Kosmiczna

Mikrograwitacja wpływa na gęstość kości, ale nie wszystkich

Międzynarodowa Stacja Kosmiczna

Sterylne środowisko na ISS może negatywnie wpływać na zdrowie astronautów

Pierogi

Polskie potrawy polecą na orbitę w ramach misji IGNIS

Wyróżnione artykuły

Popularne artykuły