Studio sui gemelli della NASA:il volo spaziale esteso ha piccoli,

effetto transitorio sul microbioma intestinale Un anno nello spazio sembra avere un piccolo ma significativo, effetto transitorio sul microbioma intestinale, secondo un nuovo articolo sullo studio sui gemelli della NASA pubblicato sulla rivista Scienza .

I risultati del microbioma, scritto da un team di ricercatori di Chicago, sono tra i risultati di altri 10 gruppi di ricerca che esaminano come il corpo umano risponde al volo spaziale che sono riportati nel documento.

Stefano Verde, direttore del Sequencing Core presso l'Università dell'Illinois a Chicago e uno dei primi autori dell'articolo, gestito il sequenziamento genetico e l'analisi dei microbi intestinali raccolti dai gemelli prima, durante e dopo che uno dei gemelli trascorse quasi un anno sulla Stazione Spaziale Internazionale.

Mentre centinaia di umani hanno già volato nello spazio, ci sono pochi dati su come il volo spaziale più lungo di pochi mesi influisca sulla salute e sul corpo. L'obiettivo del Twins Study della NASA è determinare gli impatti fisiologici e psicologici sulla salute del volo spaziale di lunga durata confrontando l'effetto dello spazio su un gemello con l'impatto dell'ambiente terrestre su un fratello geneticamente abbinato.

I gemelli coinvolti nello studio erano l'astronauta Scott Kelly, che ha volato per una missione di un anno a bordo della Stazione Spaziale Internazionale conclusasi a marzo 2016, e suo fratello gemello, Marco Kelly, anche un astronauta, che rimase sulla Terra mentre suo fratello era in orbita. I due fratelli, che avevano 50 anni al momento dello studio, fornito campioni biologici e sottoposto a una serie di esami cognitivi e fisici prima, durante e dopo il volo di Scott.

Squadre di ricercatori di tutta la nazione hanno analizzato i dati e riportato le loro scoperte sul biochimico, cognitivo, oculare, genetico, fisiologico, immunologici e altri cambiamenti nella Scienza carta.

I ricercatori di Chicago, guidato da Fred Turek della Northwestern University e comprendente ricercatori della Rush University, focalizzato sull'analisi dei cambiamenti nei microbiomi intestinali dei gemelli. Verde, insieme ai colleghi George Chlipala e Mark Maienschein-Cline nel Research Informatics Core dell'UIC, DNA sequenziato estratto da batteri, fungo, virus e altri microbi presenti nei tamponi fecali raccolti in precedenza dai gemelli, durante e dopo la missione di un anno di Scott sulla stazione spaziale.

"Il nostro ruolo nello studio sui gemelli della NASA è stato quello di sequenziare e analizzare i risultati dei microbiomi gastrointestinali dei gemelli, e per contestualizzare queste analisi con i risultati di altri team, " disse il verde.

Il microbiota intestinale aiuta a digerire il cibo, combatte le infezioni e svolge un ruolo importante nel mantenere sano il sistema immunitario. È fortemente influenzato dalla genetica, fatica, dieta e altri fattori ambientali. La ricerca precedente ha implicato un microbiota malsano o squilibrato come fattore che contribuisce ai disordini metabolici, compresi obesità e diabete. Le specie che compongono il microbiota intestinale di un individuo, così come la loro abbondanza, può essere identificato dal campione di feci o dall'analisi del tampone fecale.

I tamponi fecali sono stati raccolti da entrambi i gemelli due volte prima della partenza di Scott dalla Terra, quattro volte durante il periodo di Scott sulla stazione spaziale e poi tre volte al suo ritorno sulla Terra.

"Sembra esserci un piccolo ma significativo effetto sul microbioma causato dal volo spaziale; tuttavia, la composizione del microbioma intestinale di Scott è tornata alla sua linea di base abbastanza rapidamente al suo ritorno sulla Terra, " disse Green. "Se i cambiamenti sono dovuti al cibo diverso, microgravità, o radiazioni non possiamo dire con certezza, ma credo che l'effetto sia stato causato da differenze in ciò che stava mangiando mentre era in volo. La dieta di un astronauta consiste principalmente di alimenti preconfezionati liofilizzati o termostabilizzati".

Uno dei cambiamenti che Green e il suo gruppo hanno notato è stato uno spostamento durante il volo nel rapporto di due phyla dominanti di batteri:i Firmicutes e i Bacteroidetes. Il rapporto di Scott tra questi due phyla è cambiato mentre era nello spazio, con il rapporto di questi due phyla che aumenta di circa cinque volte rispetto alla sua linea di base. Ma in nessun momento durante il volo spaziale i rapporti sono stati al di fuori delle norme di ciò che ci si aspetterebbe in individui sani, Il verde ha spiegato. E, I rapporti di Scott tornarono rapidamente al punto in cui erano prima della sua missione spaziale una volta tornato sulla Terra.

Green e colleghi non hanno visto cambiamenti nei livelli di diversità microbica durante il periodo di Scott sulla stazione spaziale.

"La diversità è rimasta costante per Scott durante il suo tempo nello spazio, e questo è, dal mio punto di vista, una scoperta positiva che suggerisce una sostanziale resilienza e robustezza nel microbiota gastrointestinale, " Egli ha detto.

Secondo Verde, conoscere i cambiamenti del microbioma nello spazio è importante, in parte perché se la diversità o le specie chiave vengono perse, ci sono meno fonti per ricostituirli. Dice che l'isolamento e il confinamento sono alcuni dei principali ostacoli legati alle missioni di lunga durata, e questi fattori potrebbero influenzare negativamente il microbioma intestinale degli astronauti.

"L'effetto complessivo piccolo e transitorio del volo spaziale esteso sul microbioma intestinale che abbiamo visto in Scott è molto promettente e suggerisce che la diversità e la funzione microbica possono essere mantenute su voli ancora più lunghi, " Green ha detto. "Questo dovrebbe essere preso nel contesto, però, del fatto che si tratta di uno studio di un singolo individuo in orbita terrestre bassa, e sono necessari studi futuri per confermare questa scoperta".

Green fa anche parte di altri studi finanziati dalla NASA che esaminano gli effetti del volo spaziale, compreso uno studio in corso sugli effetti dell'ambiente spaziale sul microbiota intestinale dei topi nell'ambito della missione "Rodent Research-7".

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