NASA-Zwillingsstudie:Erweiterte Raumfahrt hat kleine,

vorübergehende Wirkung auf das Darmmikrobiom Ein Jahr im Weltraum scheint eine kleine, aber bedeutende, vorübergehende Wirkung auf das Darmmikrobiom, laut einem neuen Artikel über die NASA Twins Study, der in der Zeitschrift veröffentlicht wurde Wissenschaft .

Die Mikrobiom-Befunde, verfasst von einem Forscherteam in Chicago, gehören zu den Ergebnissen von 10 anderen Forschungsteams, die untersuchen, wie der menschliche Körper auf Raumfahrt reagiert, über die in der Veröffentlichung berichtet wird.

Stefan Grün, Direktor des Sequencing Core an der University of Illinois in Chicago und einer der Erstautoren des Papers, leitete die genetische Sequenzierung und Analyse der Darmmikroben, die zuvor von den Zwillingen gesammelt wurden, während und nachdem einer der Zwillinge fast ein Jahr auf der Internationalen Raumstation verbracht hat.

Während Hunderte von Menschen zuvor im Weltraum geflogen sind, Es gibt nur wenige Daten darüber, wie sich Raumfahrt, die länger als ein paar Monate dauert, auf die Gesundheit und den Körper auswirkt. Das Ziel der NASA-Zwillingsstudie ist es, die physiologischen und psychologischen Auswirkungen von Langzeitraumflügen auf die Gesundheit zu bestimmen, indem die Auswirkungen des Weltraums auf einen Zwilling mit den Auswirkungen der Erdumgebung auf ein genetisch passendes Geschwisterkind verglichen werden.

Die an der Studie beteiligten Zwillinge waren der Astronaut Scott Kelly, die eine einjährige Mission an Bord der Internationalen Raumstation flogen, die im März 2016 endete, und sein Zwillingsbruder, Markus Kelly, auch ein Astronaut, der auf der Erde blieb, während sein Bruder im Orbit war. Die beiden Brüder, die zum Zeitpunkt der Studie 50 Jahre alt waren, biologische Proben zur Verfügung gestellt und sich zuvor einer Reihe von kognitiven und körperlichen Untersuchungen unterzogen, während und nach Scotts Flug.

Forscherteams aus dem ganzen Land analysierten die Daten und berichten über ihre Ergebnisse zu den biochemischen, kognitiv, Okular, genetisch, physiologische, immunologische und andere Veränderungen der Wissenschaft Papier.

Die in Chicago ansässigen Forscher, unter der Leitung von Fred Turek von der Northwestern University und unter Einbeziehung von Forschern der Rush University, konzentrierte sich auf die Analyse von Veränderungen im Darmmikrobiom der Zwillinge. Grün, zusammen mit den Kollegen George Chlipala und Mark Maienschein-Cline im Research Informatics Core der UIC, sequenzierte DNA aus Bakterien extrahiert, Pilze, Viren und andere Mikroben, die in Kotabstrichen vorhanden sind, die zuvor von den Zwillingen gesammelt wurden, während und nach Scotts einjähriger Mission auf der Raumstation.

„Unsere Rolle in der NASA-Zwillingsstudie bestand darin, die Ergebnisse aus den gastrointestinalen Mikrobiomen der Zwillinge zu sequenzieren und zu analysieren. und diese Analysen in Zusammenhang mit den Ergebnissen anderer Teams zu setzen, " sagte Grün.

Die Darmmikrobiota hilft bei der Verdauung von Nahrung, bekämpft Infektionen und spielt eine wichtige Rolle bei der Gesunderhaltung des Immunsystems. Es wird stark von der Genetik beeinflusst, betonen, Ernährung und andere Umweltfaktoren. Frühere Forschungen haben gezeigt, dass eine ungesunde oder unausgewogene Mikrobiota zu Stoffwechselstörungen beiträgt. einschließlich Fettleibigkeit und Diabetes. Die Arten, aus denen die Darmmikrobiota eines Individuums besteht, sowie ihre Fülle, kann durch Stuhlproben- oder Stuhlabstrichanalyse identifiziert werden.

Kotabstriche wurden von beiden Zwillingen zweimal vor Scotts Abreise von der Erde gesammelt. viermal während Scotts Zeit auf der Raumstation und dann dreimal bei seiner Rückkehr zur Erde.

„Es scheint einen kleinen, aber signifikanten Effekt auf das Mikrobiom zu geben, der durch die Raumfahrt verursacht wird. die Zusammensetzung von Scotts Darmmikrobiom kehrte nach seiner Rückkehr zur Erde ziemlich schnell auf seine Grundlinie zurück, " sagte Grün. "Ob die Veränderungen auf das unterschiedliche Essen zurückzuführen sind, Mikrogravitation, oder Strahlung können wir nicht definitiv sagen, aber ich glaube, die Wirkung wurde durch Unterschiede in der Nahrungsaufnahme während des Fluges verursacht. Die Ernährung eines Astronauten besteht hauptsächlich aus gefriergetrockneter oder thermostabilisierter Fertignahrung."

Eine der Veränderungen, die Green und seine Gruppe bemerkten, war eine Verschiebung des Verhältnisses zweier dominanter Bakterienstämme während des Fluges:der Firmicutes und Bacteroidetes. Scotts Verhältnis zwischen diesen beiden Stämmen änderte sich, während er im Weltraum war. wobei das Verhältnis dieser beiden Stämme im Vergleich zu seiner Grundlinie etwa um das Fünffache zunimmt. Aber zu keinem Zeitpunkt während der Raumfahrt lagen die Verhältnisse außerhalb der Norm, die man bei gesunden Menschen erwarten würde. Grün erklärt. Und, Scotts Verhältnisse kehrten nach seiner Rückkehr zur Erde schnell wieder auf den Stand vor seiner Weltraummission zurück.

Green und Kollegen sahen auch während Scotts Zeit auf der Raumstation keine Veränderungen in der mikrobiellen Diversität.

"Die Vielfalt blieb für Scott während seiner Zeit im All konstant, und das ist, aus meiner Sicht, ein positiver Befund, der auf eine erhebliche Widerstandsfähigkeit und Robustheit der gastrointestinalen Mikrobiota hindeutet, " er sagte.

Laut Grün, Es ist wichtig, über Veränderungen des Mikrobioms im Weltraum Bescheid zu wissen, zum Teil, weil, wenn Vielfalt oder Schlüsselarten verloren gehen, es gibt weniger Quellen, um sie aufzufüllen. Isolation und Gefangenschaft seien einige der Haupthindernisse bei Langzeiteinsätzen, sagt er. und diese Faktoren könnten das Darmmikrobiom der Astronauten negativ beeinflussen.

„Der insgesamt kleine und vorübergehende Effekt einer ausgedehnten Raumfahrt auf das Darmmikrobiom, den wir bei Scott gesehen haben, ist sehr vielversprechend und legt nahe, dass die mikrobielle Vielfalt und Funktion auf noch längeren Flügen aufrechterhalten werden kann. " sagte Grün. "Das sollte im Kontext gesehen werden, jedoch, der Tatsache, dass es sich um eine Studie eines einzelnen Individuums in einer niedrigen Erdumlaufbahn handelt, und zukünftige Studien sind erforderlich, um dieses Ergebnis zu bestätigen."

Green ist auch Teil anderer von der NASA finanzierter Studien, die die Auswirkungen der Raumfahrt untersuchen. einschließlich einer laufenden Studie über die Auswirkungen der Weltraumumgebung auf die Darmmikrobiota von Mäusen im Rahmen der Mission „Rodent Research-7“.

• 1,8 Millionen £ Auszeichnung zur Förderung der Morbus-Crohn-Forschung
• Bakterien teilen Gene miteinander,