Undersøgelse:Tarmmikrobiomer fra astronauter bliver mere forskelligartede i rummet frem for mindre

Vi bærer alle vores eget mikrobiom rundt, en verden af ​​mikroorganismer, der lever på vores hud og i vores kroppe, spiller vigtige roller for at opretholde sundhed, når vi interagerer med resten af ​​verden.

Overalt hvor vi går, vores mikrobiom interagerer med mikrobiomerne i nye miljøer og af de mennesker, vi møder (se Mikrobiologi 101:Where People Go, Mikrober følger).

Forskere ønskede at fastslå, hvordan de unikke forhold, der opleves under rumrejser med lang varighed, påvirker astronautmikrobiomer.

En tidsskriftartikel i juni 2019 i Scientific Reports diskuterer resultaterne af Microbiome, en flerårig undersøgelse af mikroorganismerne, der lever på og i individuelle astronauter med længerevarende ophold på den internationale rumstation.

Undersøgelsen så på samspillet mellem det humane mikrobiom og rumstationens miljømikrobiom. Områder i det undersøgte humane mikrobiom omfattede tarmen, næsepassagerne, tungen og huden på panden og underarmen.

Spyt og blodprøver blev også undersøgt, sammen med prøver taget fra forskellige steder inden for stationen.

"Da stationen er et meget rent miljø, vi forventede reduceret tarmdiversitet i rummet i forhold til preflight eller postflyvning, fordi astronauterne er mindre udsat for miljøbakterier. Selvom maden, de spiser, ikke er steril, den har en meget lav bakteriel belastning, "sagde Hernan Lorenzi, Ph.d., hovedforsker af undersøgelsen og en forsker fra Institut for Infektionssygdomme, J. Craig Venter Institute i Rockville, Maryland.

Overraskende, tarmmikrobiomer for de fleste astronauter blev mere forskelligartede i rummet frem for mindre, på trods af den begrænsede eksponering for nye bakterier. Dette resultat er vigtigt, fordi større mangfoldighed generelt er bedre for det generelle helbred.

"Normalt når nogen har en sygdom, såsom inflammatorisk tarmsygdom, du ville se en reduktion i mangfoldigheden i tarmmikrobiomet. Øget mangfoldighed indikerer normalt større modstand mod sygdom, "sagde Lorenzi.

Forskere teoretiserer, at den øgede mangfoldighed i tarmmikrobiomet kan skyldes det store udvalg af fødevarer, der er tilgængelige på stationen. NASAs fødevareforskere arbejder tæt sammen med astronauter for at fokusere på kostbalance, levere mere end 200 mad- og drikkevarer for at sikre, at besætningsmedlemmer har mulighed for at indtage forskellige fødevarer, måske endda mere end mange individer typisk spiser på Jorden.

I modsætning til tarmen, astronauternes hudmikrobiomer viste blandede resultater, med huddiversitet, der går op for nogle astronauter og ned for andre. Det konsekvente resultat var en reduktion i en specifik mikrobe.

"Vi identificerede ændringer i hudmikrobiomet meget tidligt under missionen, og den ændring, vi observerede, uafhængigt af andre ændringer i mangfoldighed, var en signifikant reduktion i en type bakterier, der kaldes proteobakterier, "sagde Lorenzi." Mere specifikt, to undertyper af proteobakterier, kaldet beta- og gamma -proteobakterier. "

Tidligere forskning har vist, at at have disse typer bakterier på huden svarer til beskyttelse mod overfølsomme hudreaktioner, såsom udslæt. I rummet, disse beskyttende mikrober tømmes hurtigt på astronauternes hud, hvilket kan være relateret til den større sandsynlighed for hududslæt og overfølsomhedsepisoder, astronauter oplever.

At forstå mere om, hvorfor denne ændring sker, ville tydeliggøre de mulige tilgange til forebyggelse eller behandling. En mulighed har at gøre med den normale kilde til disse typer mikrober.

"Denne type proteobakterier findes i meget store mængder i jord. Da rumstationen er et ikke-grønt miljø, der forbliver meget rent, det er muligt, at reduktionen i kontakt med jordens miljøbakterier reducerer disse mikrober på huden, "sagde Lorenzi.

En anden mulig forklaring vedrører den ændrede struktur af selve huden. Proteobakterier har en tendens til at forblive tættere på overfladen, så hvis astronauternes hud falder hurtigere, proteobakterierne kunne fjernes.

Lorenzi anbefalede opfølgende undersøgelser for at identificere og teste potentielle behandlinger for at forbedre astronautens hudhygiejne, såsom en topisk creme med probiotika.

Samlet set, forskere identificerede, at mikrobiomet i selve stationen afspejlede mikrobiomet i menneskelig hud og omvendt.

Mange andre rapporter fandt, at rumstationens miljømikrobiom ligner meget menneskelig hudmikrobiom. Det interessante i vores undersøgelse var, at sammensætningen af ​​stationsmikrobiomet hele tiden ændrede sig.

Stationsmikrobiomet havde en tendens til at ligne sammensætningen af ​​hudmikrobiomet hos astronauterne, der levede i rummet på det pågældende tidspunkt. Astronautens hud begynder at påvirke stationens mikrobiom, selvom stationen påvirker astronauternes hud. "

Hernan Lorenzi, Ph.d., Undersøgelse hovedforsker og forsker, Institut for infektionssygdomme, J. Craig Venter Institute i Rockville, Maryland

Resultaterne af Microbiome-undersøgelsen bekræftes yderligere af arbejdet med Microbial Tracking-2-forskningen. Denne undersøgelses resultater viste sig 29. april, 2020, i tidsskriftet PLOS One og er beskrevet i en relateret artikel.

At fortsætte med at lære om, hvordan mikrosamfund interagerer i rummet, hjælper forskere med at vide mere om, hvordan de kan holde astronauter sunde og forberede sig på eventuelle langvarige missioner til Månen og Mars.

• Tværfagligt team til at udvikle en ny fysikbaseret teknologi til påvisning af COVID-19
• En lovende behandling for kronisk inflammatorisk leversygdom