Štúdia:Črevné mikrobiómy astronautov sú vo vesmíre rozmanitejšie než menej

Všetci nosíme svoj vlastný mikrobióm, svet mikroorganizmov, ktoré žijú na našej koži a v našich telách, hrá dôležitú úlohu pri udržiavaní zdravia pri interakcii so zvyškom sveta.

Kamkoľvek ideme, náš mikrobióm interaguje s mikrobiómami nového prostredia a ľudí, s ktorými sa stretávame (pozri Mikrobiológia 101:Kam chodia ľudia, Mikróby nasledujú).

Vedci chceli zistiť, ako jedinečné podmienky, ku ktorým dochádza počas dlhodobého cestovania vesmírom, ovplyvňujú mikrobiómy astronautov.

Článok v časopise Scientific Reports z júna 2019 pojednáva o výsledkoch mikrobiómu, viacročná štúdia o mikroorganizmoch žijúcich na a v jednotlivých astronautoch s dlhodobými pobytmi na Medzinárodnej vesmírnej stanici.

Vyšetrovanie sa zameralo na interakciu ľudského mikrobiómu s environmentálnym mikrobiómom vesmírnej stanice. Medzi študované oblasti ľudského mikrobiómu patrilo črevo, nosné cesty, jazyk a koža čela a predlaktia.

Študovali sa aj vzorky slín a krvi, spolu so vzorkami odobratými z rôznych miest v rámci stanice.

„Keďže stanica je veľmi čisté prostredie, očakávali sme zníženú rozmanitosť čriev vo vesmíre v porovnaní s predletom alebo po lete, pretože astronauti sú menej vystavení environmentálnym baktériám. Aj keď jedlo, ktoré jedia, nie je sterilné, má veľmi nízke bakteriálne zaťaženie, “povedal Hernan Lorenzi, Ph.D., hlavný riešiteľ štúdie a vedecký pracovník z oddelenia infekčných chorôb, Inštitút J. Craiga Ventera v Rockville, Maryland.

Prekvapivo, črevné mikrobiómy väčšiny astronautov sa vo vesmíre stali rozmanitejšie než menej, napriek obmedzenému vystaveniu novým baktériám. Tento výsledok je dôležitý, pretože väčšia rozmanitosť je vo všeobecnosti lepšia pre celkové zdravie.

„Obvykle, keď má niekto ochorenie, ako je zápalové ochorenie čriev, videli by ste zníženie rozmanitosti v črevnom mikrobióme. Zvýšená rozmanitosť zvyčajne naznačuje väčšiu odolnosť voči chorobám, “povedala Lorenzi.

Vedci sa domnievajú, že zvýšená rozmanitosť črevného mikrobiómu môže byť dôsledkom širokej škály potravín dostupných na stanici. Vedci z potravín NASA úzko spolupracujú s astronautmi, aby sa zamerali na rovnováhu stravy, poskytovanie viac ako 200 jedál a nápojov, aby členovia posádky mali možnosť konzumovať rôzne jedlá, možno ešte viac, než mnoho ľudí bežne jedí na Zemi.

Na rozdiel od čreva, Mikrobiómy pokožky astronautov ukázali zmiešané výsledky, pričom pre niektorých astronautov ide o rôznorodosť pokožky, pre ostatných nadol. Konzistentným výsledkom bolo zníženie jedného konkrétneho mikróbu.

„Zmeny v mikrobióme pokožky sme identifikovali veľmi skoro počas misie, a zmena, ktorú sme pozorovali, nezávisle od ostatných zmien v rozmanitosti, bolo významné zníženie typu baktérií, ktoré sa nazývajú proteobaktérie, "povedala Lorenzi." Konkrétnejšie, dva podtypy proteobaktérií, nazývané beta a gama proteobaktérie. "

Predchádzajúci výskum ukázal, že prítomnosť týchto typov baktérií na koži zodpovedá ochrane pred precitlivenými kožnými reakciami, ako sú vyrážky. Vo vesmíre, tieto ochranné mikróby sa rýchlo strácajú na koži astronautov, čo môže súvisieť s vyššou pravdepodobnosťou kožných vyrážok a epizód precitlivenosti, s ktorými sa stretnú astronauti.

Pochopenie viac o tom, prečo k tejto zmene dochádza, by objasnilo možné prístupy k prevencii alebo liečbe. Jedna možnosť súvisí s normálnym zdrojom týchto typov mikróbov.

„Tento typ proteobaktérií sa v pôde nachádza vo veľmi vysokých množstvách. Keďže vesmírna stanica je nezelené prostredie, ktoré zostáva veľmi čisté, je možné, že zníženie kontaktu s environmentálnymi baktériami Zeme redukuje tieto mikróby na koži, “povedala Lorenzi.

Druhé možné vysvetlenie sa týka meniacej sa štruktúry samotnej pokožky. Proteobaktérie majú tendenciu zostať bližšie k povrchu, takže ak sa koža astronautov rýchlejšie rozpadá, proteobaktérie je možné odstrániť.

Lorenzi odporučil následné štúdie na identifikáciu a testovanie potenciálnych liečebných postupov na zlepšenie zdravia pokožky astronautov, ako je topický krém s probiotikami.

Celkovo vedci zistili, že samotný mikrobióm stanice odráža mikrobióm ľudskej pokožky a naopak.

Mnoho ďalších správ zistilo, že environmentálny mikrobióm vesmírnej stanice vyzerá veľmi podobne ako mikrobióm ľudskej pokožky. V našej štúdii bolo zaujímavé, že zloženie staničného mikrobiómu sa neustále menilo.

Staničný mikrobióm skôr pripomínal zloženie kožného mikrobiómu astronautov, ktorí v tom konkrétnom okamihu žili vo vesmíre. Koža astronautov začína ovplyvňovať mikrobióm stanice, aj keď stanica ovplyvňuje kožu astronautov. “

Hernan Lorenzi, Ph.D., Hlavný výskumník a výskumný pracovník, Oddelenie infekčných chorôb, Inštitút J. Craiga Ventera v Rockville, Maryland

Zistenia vyšetrovania Microbiome sú ďalej potvrdené prácou vykonanou na výskume Microbial Tracking-2. Zistenia tejto štúdie sa objavili 29. apríla, 2020, v časopise PLOS One a sú popísané v súvisiacom článku.

Pokračovanie v učení o tom, ako komunity mikróbov interagujú vo vesmíre, pomáha vedcom dozvedieť sa viac o tom, ako udržať astronautov zdravých a pripraviť sa na prípadné dlhodobé misie na Mesiac a Mars.

• Interdisciplinárny tím na vývoj novej fyzikálnej technológie na detekciu COVID-19
• Sľubná liečba chronického zápalového ochorenia pečene