NASA Twins Study:uitgebreide ruimtevlucht heeft kleine,

voorbijgaand effect op het darmmicrobioom Een jaar in de ruimte lijkt een kleine maar significante, voorbijgaand effect op het darmmicrobioom, volgens een nieuw artikel over de NASA Twins Study gepubliceerd in het tijdschrift Wetenschap .

De bevindingen van het microbioom, geschreven door een team van onderzoekers in Chicago, behoren tot de resultaten van 10 andere onderzoeksteams die onderzoeken hoe het menselijk lichaam reageert op ruimtevluchten die in de krant worden gerapporteerd.

Stefan Groen, directeur van de Sequencing Core aan de Universiteit van Illinois in Chicago en een van de eerste auteurs op het papier, beheerde de genetische sequentiebepaling en analyse van de darmmicroben die eerder van de tweeling waren verzameld, tijdens en nadat een van de tweeling bijna een jaar op het internationale ruimtestation heeft doorgebracht.

Terwijl honderden mensen eerder in de ruimte hebben gevlogen, er zijn weinig gegevens over hoe ruimtevluchten langer dan een paar maanden de gezondheid en het lichaam beïnvloeden. Het doel van de NASA Twins Study is om de fysiologische en psychologische gezondheidseffecten van langdurige ruimtevluchten te bepalen door het effect van de ruimte op een tweeling te vergelijken met de impact van de aardse omgeving op een genetisch gematchte broer of zus.

De tweeling die bij het onderzoek betrokken was, was astronaut Scott Kelly, die een missie van een jaar aan boord van het internationale ruimtestation vloog, die eindigde in maart 2016, en zijn tweelingbroer, Mark Kelly, ook een astronaut, die op aarde bleef terwijl zijn broer in een baan om de aarde was. De twee broers, die ten tijde van het onderzoek 50 jaar oud waren, biologische monsters hebben verstrekt en eerder een reeks cognitieve en fysieke onderzoeken hebben ondergaan, tijdens en na Scotts vlucht.

Teams van onderzoekers uit het hele land analyseerden de gegevens en rapporteerden hun bevindingen over de biochemische, cognitief, oculair, genetisch, fysiologisch, immunologische en andere veranderingen in de Wetenschap papier.

De in Chicago gevestigde onderzoekers, onder leiding van Fred Turek van de Northwestern University en inclusief onderzoekers van de Rush University, gericht op het analyseren van veranderingen in het darmmicrobioom van de tweeling. Groente, samen met collega's George Chlipala en Mark Maienschein-Cline in UIC's Research Informatics Core, gesequenced DNA geëxtraheerd uit bacteriën, schimmels, virussen en andere microben die aanwezig zijn in fecale uitstrijkjes die eerder van de tweeling zijn verzameld, tijdens en na de eenjarige missie van Scott op het ruimtestation.

"Onze rol in de NASA Twins Study was het sequensen en analyseren van de bevindingen van de gastro-intestinale microbiomen van de tweeling, en deze analyses in context te plaatsen met de resultaten van andere teams, ' zei Groen.

De darmflora helpt bij het verteren van voedsel, bestrijdt infecties en speelt een belangrijke rol bij het gezond houden van het immuunsysteem. Het wordt sterk beïnvloed door genetica, spanning, voeding en andere omgevingsfactoren. Eerder onderzoek heeft een ongezonde of onevenwichtige microbiota geïmpliceerd als een factor die bijdraagt ​​​​aan stofwisselingsstoornissen, waaronder obesitas en diabetes. De soorten waaruit de darmflora van een individu bestaat, evenals hun overvloed, kan worden geïdentificeerd door ontlastingsmonster of fecale uitstrijkjesanalyse.

Twee keer voor Scott's vertrek van de aarde werden fecale uitstrijkjes van beide tweelingen genomen. vier keer tijdens Scott's tijd op het ruimtestation en vervolgens drie keer bij zijn terugkeer naar de aarde.

"Er lijkt een klein maar significant effect te zijn op het microbioom veroorzaakt door ruimtevluchten, maar de samenstelling van Scott's darmmicrobioom keerde vrij snel terug naar zijn basislijn bij zijn terugkeer naar de aarde, " zei Green. "Of de veranderingen te wijten zijn aan het verschillende voedsel, microzwaartekracht, of straling kunnen we niet met zekerheid zeggen, maar ik geloof dat het effect werd veroorzaakt door verschillen in wat hij tijdens de vlucht at. Het dieet van een astronaut bestaat voornamelijk uit gevriesdroogd of thermisch gestabiliseerd voorverpakt voedsel."

Een van de veranderingen die Green en zijn groep opmerkten, was een verschuiving tijdens de vlucht in de verhouding van twee dominante phyla van bacteriën:de Firmicutes en Bacteroidetes. Scott's verhouding tussen deze twee stammen veranderde terwijl hij in de ruimte was, waarbij de verhouding van deze twee phyla ongeveer vijfvoudig toenam ten opzichte van zijn basislijn. Maar op geen enkel moment tijdens de ruimtevlucht waren de verhoudingen buiten de normen van wat je zou verwachten bij gezonde individuen, Groen uitgelegd. En, Scott's ratio's keerden snel terug naar waar ze waren voor zijn ruimtemissie toen hij eenmaal op aarde was.

Green en collega's zagen ook geen veranderingen in de niveaus van microbiële diversiteit tijdens Scott's tijd op het ruimtestation.

"De diversiteit bleef constant voor Scott tijdens zijn tijd in de ruimte, en dit is, van mijn perspectief, een positieve bevinding die wijst op substantiële veerkracht en robuustheid in de gastro-intestinale microbiota, " hij zei.

Volgens Groen, weten over veranderingen in het microbioom in de ruimte is belangrijk, deels omdat als diversiteit of belangrijke soorten verloren gaan, er zijn minder bronnen om ze aan te vullen. Hij zegt dat isolatie en opsluiting enkele van de belangrijkste obstakels zijn bij langdurige missies. en deze factoren kunnen een negatief effect hebben op het darmmicrobioom van de astronaut.

"Het algehele kleine en voorbijgaande effect van uitgebreide ruimtevluchten op het darmmicrobioom dat we in Scott zagen, is veelbelovend en suggereert dat microbiële diversiteit en functie behouden kunnen blijven op nog langere vluchten, " zei Green. "Dit moet in de context worden gezien, echter, van het feit dat dit een studie is van een enkel individu in een lage baan om de aarde, en toekomstige studies zijn nodig om deze bevinding te bevestigen."

Green maakt ook deel uit van andere door NASA gefinancierde onderzoeken naar de effecten van ruimtevluchten, inclusief een doorlopend onderzoek naar effecten van de ruimteomgeving op de darmmicrobiota van muizen als onderdeel van de missie 'Rodent Research-7'.

• Prijs van £ 1,8 miljoen om onderzoek naar de ziekte van Crohn te stimuleren
• Bacteriën delen genen met elkaar,