Τα μικρόβια ενυπάρχουν αόρατα σε κάθε πτυχή του φυσικού κόσμου που μας περιβάλει, συμβάλουν στην παραγωγή της καθημερινής μας τροφής και του φυσικού πλούτου της γης ενώ ταυτόχρονα είναι ικανά να προκαλέσουν τρομερές πανδημίες. Όμως ποια θα ήταν η δράση ενός μικροβίου σε ένα διαφορετικό περιβάλλον από αυτό της γης;
Σύμφωνα με μια αξιόλογη έρευνα, ένα μικρόβιο το οποίο είναι ικανό να προκαλέσει μια απλή δηλητηρίαση στη γη, θα μπορούσε να μετατραπεί σε ένα άκρως επικίνδυνο μικρόβιο μετά από μια περιήγηση στο διάστημα.
Τα αποτελέσματα της έρευνας καταδεικνύουν τις προκλήσεις με τις οποίες έρχονται αντιμέτωποι οι αστροναύτες που πραγματοποιούν ταξίδια στο φεγγάρι ή στον Άρη, τονίζοντας ταυτόχρονα το γεγονός της εξασθένισης του ανθρώπινου ανοσοποιητικού συστήματος κατά την εκτεταμένη παραμονή στο διάστημα.
«Οι διαστημικές πτήσεις διαφοροποιούν τις κυτταρικές και φυσιολογικές αποκρίσεις των αστροναυτών συμπεριλαμβανομένης της ανοσοποιητικής απόκρισης,» σχολιάζει η Cheryl Nickerson, μικροβιολόγος από το πανεπιστήμιο της Arizona και υπεύθυνος της μελέτης.
«Παρόλα αυτά, λίγα είναι γνωστά για τις αλλαγές που θα μπορούσαν να υποστούν τα μικρόβια στις περιπτώσεις των διαστημικών αποστολών.»
Μέσω της διαστημικής αποστολής STS-115 της NASA, η οποία ξεκίνησε το Σεπτέμβρη του 2006, μεταφέρθηκε το βακτήριο Salmonella typhimurium στο διάστημα για την διεξαγωγή ενός πειράματος ενώ η επιστημονική ομάδα της Nickerson πραγματοποίησε ένα πανομοιότυπο πείραμα στη γη.
Τα αποτελέσματα της έρευνας πρόκειται να δημοσιευθούν σε ένα από τα επόμενα τεύχη του περιοδικού Proceedings of the National Academy of Sciences.
Ανοίγοντας το διακόπτη
Τα βακτήρια είναι σε θέση να ενεργοποιούν διαφορετικές ομάδες γονιδίων σε διαφορετικά περιβάλλοντα για να εξασφαλίζουν την επιβίωση τους. Ένα αφιλόξενο περιβάλλον, για παράδειγμα, είναι δυνατόν να ενεργοποιήσει ένα «κεντρικό διακόπτη» σε μερικά βακτήρια και να επιτρέψει στα μικρόβια να δημιουργήσουν ειδικές δομές που θα τους επιτρέψουν να επιβιώσουν στις ακραίες περιβαλλοντικές συνθήκες του διαστήματος.
Πριν από την μελέτη της Nickerson και της ερευνητικής της ομάδας, η γενετική συμπεριφορά της Salmonella typhimurium, σημαντικότερος υπαίτιος τροφικών δηλητηριάσεων και τυφοειδούς πυρετού, ήταν άγνωστη. Το μικρόβιο αυτό αποτελεί μια σημαντική απειλή για τις διαστημικές αποστολές, επειδή είναι ανθεκτικό σε αρκετές αντιβιοτικές θεραπείες.
Τα πειράματα των ερευνητών αποκάλυψαν ότι ο γενετικός διακόπτης που αποκαλείται “Hfq,” και ο οποίος ελέγχει περισσότερα από 160 γονίδια στην S. typhimurium, ενεργοποιείται στο διάστημα και μετατρέπει τη S. Typhimurium σε ένα άκρως επικίνδυνο μικρόβιο.
Βασιζόμενοι στα αποτελέσματα της έρευνας τους, η Nickerson και οι συνάδελφοι της, θεωρούν ότι η αύξηση του κινδύνου οφείλεται στην ανάπτυξη βιομεμβράνης στην επιφάνεια του οργανισμού.
«Τα βιοφίλμ συνδέονται με την αυξημένη παθογένεια επειδή το ανοσοποιητικό σύστημα δεν δύναται να αντιμετωπίσει αποτελεσματικά τα βακτήρια και η δράση των αντιβιοτικών παρεμποδίζεται,» σχολιάζει η Nickerson.
«Η αλλαγή που παρατηρήθηκε στο διάστημα αποτελεί επακόλουθο της ανάπτυξης του βιοφίλμ. Στο πείραμα που πραγματοποιήθηκε στη γη δεν παρατηρήθηκε ανάπτυξη βιοφίλμ.»
Μικροσκοπικοί επιβάτες
Για την παρατήρηση της επίδρασης της μηδενικής βαρύτητας στα βακτήρια, οι ερευνητές έστειλαν, μέσω του διαστημικού λεωφορείου Atlantis με την αποστολή STS-115, έναν ειδικό θάλαμο με μικρόβια.
Όταν ο αστροναύτης Heidemarie Stefanyshyn-Piper έδωσε το έναυσμα για την εκκίνηση του πειράματος στο διάστημα, η Nickerson και η ομάδα της ξεκίνησαν ένα πανομοιότυπο πείραμα μέσα σε ένα διαστημικό εξομοιωτή στο Διαστημικό Κέντρο Κένεντι (Kennedy Space Center) της NASA. Ο εξομοιωτής εξασφάλισε κοινές συνθήκες ανάπτυξης των δυο βακτηρίων, εκτός από την διαφορά της μηδενικής βαρύτητας.
«Ο εξομοιωτής συνδέεται με το διαστημικό όχημα σε πραγματικό χρόνο και καταγράφει την ακριβή θερμοκρασία, υγρασία και τις συνθήκες ανάπτυξης στο σκάφος,» αναφέρει η Nickerson.
Και τα δυο πειράματα αδρανοποίησαν τα βακτήρια την ίδια στιγμή, επιτρέποντας στους ερευνητές να παρατηρήσουν ότι ο γενετικός διακόπτης Hfq ενεργοποιήθηκε λόγω της μηδενικής βαρύτητας.
Παρά την αυξημένη επικινδυνότητα του βακτηρίου για τους αστροναύτες, η Nickerson και η ομάδα της θεωρούν ότι ο γενετικός ρυθμιστής Hfq θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για τον έλεγχο τροφιμογενών λοιμώξεων που προκαλούνται από το S. Typhimurium, αφού προς το παρόν δεν υπάρχει εμβόλιο για τέτοιους είδους λοιμώξεις.
Οι ερευνητές σχεδιάζουν να συνεχίσουν τις έρευνες για τις ασθένειες που προκαλούνται από τα μικρόβια στο διάστημα, έτσι ώστε να κατανοήσουν τις προκλήσεις και τους μηχανισμούς δημιουργίας τους κατά τη διάρκεια μια διαστημικής πτήσης.
Διάβασε επίσης: vivo iQOO Z3
