I åratal har forskare gjort studier ombord på den internationella rymdstationen (ISS) för att bestämma effekterna av att leva i rymden på människor och mikroorganismer. Förutom de höga strålningsnivåerna finns det också oro för att långvarig exponering för mikrogravitet kan orsaka genetiska mutationer. Att förstå dessa och komma med motåtgärder är avgörande för att mänskligheten ska bli en verkligt rymdfarande art.
Intressant nog genomförde ett forskargrupp från Northwestern University nyligen en studie med bakterier som hölls ombord på ISS. Till skillnad från vad många misstänkte muterade bakterierna inte till en läkemedelsresistent superstam, utan muterade istället för att anpassa sig till sin miljö. Dessa resultat kan vara viktiga när det gäller att förstå hur levande varelser kommer att anpassa sig till den stressiga miljön i rymden.
Studien som beskriver teamets konstatering nyligen dök upp i mSystems, en vetenskaplig tidskrift publicerad av American Society for Microbiology. Studien leddes av Erica Hartmann, biträdande professor vid institutionen för civil- och miljöteknik (DCEE) vid NWU, och inkluderade flera forskare från DCEE och postdoktorer och Sarah Castro-Wallace från NASA Johnson Space Center.
Studier som detta är viktiga för uppdrag som planeras för en nära framtid, som inkluderar NASA: s planer för förnyade uppdrag till månens yta och deras föreslagna besättningsuppdrag till Mars. Dessutom planerar Kina, Ryssland och Indien också att skicka astronauter till månen under de kommande decennierna. Som professor Hartmann förklarade i ett pressmeddelande från NWU:
”Det har varit mycket spekulationer om strålning, mikrogravitet och bristen på ventilation och hur det kan påverka levande organismer, inklusive bakterier. Det här är stressiga, hårda förhållanden. Väljer miljön för superbugs eftersom de har en fördel? Svaret verkar vara "nej."
För deras undersökning konsulterade Hartmann och hennes medarbetare data från National Center for Biotechnology Information (NCBI), som upprätthåller arkivinformation om mikrobexperiment utförda ombord på ISS. Speciellt bedömde de hur bakteriestammarna Staphylococcus aureus och Bacillus cereus växte i rymden.
Den förstnämnda finns på människors hud och innehåller den läkemedelsresistenta MRSA-stammen, vilket gör den ansvarig för flera svåra att behandla infektioner hos människor. Den senare lever i marken och har få konsekvenser för människors hälsa, men gav fortfarande värdefull information om hur markmikrober växer när de tas bort från deras komfortzon och utsätts för rymdens okända förhållanden.
"Bakterier som lever på huden är mycket glada där," sade Hartmann. ”Din hud är varm och har vissa oljor och organiska kemikalier som bakterier verkligen gillar. När du kastar dessa bakterier, befinner de sig i en mycket annan miljö. En byggnads yta är kall och karg, vilket är extremt stressande för vissa bakterier. "
När laget jämförde hur dessa stammar växte ombord på ISS med hur samma stammar växer på jorden. Vad de fann var att bakterierna som lever på ISS muterade för att anpassa sig till de lokala förhållandena, genom att välja fördelaktiga gener för att kunna fortsätta att fodra, växa och fungera i mikrogravitet och när de utsätts för högre strålningsnivåer.
Ryan Blaustein, en postdoktor i Hartmanns laboratorium som var den första författaren i studien, indikerade att detta var ett överraskande resultat. "Baserat på genomisk analys ser det ut som bakterier anpassar sig till levande - inte utvecklas för att orsaka sjukdom," sade han. "Vi såg inte något speciellt med antibiotikaresistens eller virulens i rymdstationens bakterier."
Detta är verkligen goda nyheter för framtida astronauter, för att inte tala om människor som hoppas kunna delta i den växande rymdturismindustrin en dag. I båda fallen tvingas besättningarna att leva, arbeta och i allmänhet passera tiden i små kapslar eller moduler där det inte finns någon ventilation och luft cirkulerar under långa tidsperioder.
Med tanke på hälsoriskerna är det verkligen en lättnad att veta att markbundna bakterier inte muteras till super-bakterier som är ännu mer resistenta mot antibiotika. Naturligtvis betonade Hartmann och hennes kollegor också att denna studie inte betyder att bakterier inte kan sprida sig när de kommer in i ett rymdskepp eller ombord på en rymdstation:
”Överallt där du går tar du med dig dina mikrober. Astronauter är mycket friska människor. Men när vi talar om att utöka rymdflygningen till turister som inte nödvändigtvis uppfyller astronautkriterierna, vet vi inte vad som kommer att hända. Vi kan inte säga att om du lägger någon med en infektion i en stängd bubbla i rymden som den inte kommer att överföras till andra människor. Det är som när någon hostar i ett flygplan och alla blir sjuka. "
Som alltid innebär utforskning av rymden många risker, och möjligheterna att skicka astronauter på längre resor eller turister ut i rymden ger många utmaningar. Lyckligtvis har vi decennier av forskning att lära oss på och massor av banbrytande experiment som hjälper oss att bli informerade innan den dagen kommer.
Denna studie möjliggjordes tack vare stöd från Searle Leadership Fund och National Institute of Health (NIH).
