Από τη Γιάννα Τριανταφύλλη.
Καθώς η ανθρωπότητα προετοιμάζεται πυρετωδώς για τις μελλοντικές αποστολές στη Σελήνη, τον Άρη και άλλους πλανήτες, οι επιστήμονες επανεξετάζουν τον τρόπο σχεδιασμού των διαστημικών οικοτόπων, όχι μόνο από την άποψη της τεχνολογίας, αλλά και από την άποψη των μικροβιακών οικοσυστημάτων που υποστηρίζουν την υγεία των αστροναυτών.
Μια νέα μελέτη κάνει την ανησυχητική αποκάλυψη ότι η έλλειψη μικροβιακής ποικιλότητας στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό μπορεί να αποδυναμώσει την ανοσία των αστροναυτών και να επιφέρει σοβαρά προβλήματα στην υγεία τους.
Ο Διεθνής Διαστημικός Σταθμός (International Space Station-ISS) είναι ένα εξαιρετικά ελεγχόμενο, βιομηχανοποιημένο περιβάλλον που χαρακτηρίζεται από περιορισμένη μικροβιακή ποικιλότητα. Σχεδιασμένος για να διασφαλίζει την ασφάλεια των αστροναυτών, ο σταθμός διατηρεί αυστηρά πρωτόκολλα καθαριότητας, με αποτέλεσμα να επικρατεί ένα μικροβίωμα που αποτελείται κυρίως από μικρόβια που σχετίζονται με τον άνθρωπο.
Αυτή η έλλειψη περιβαλλοντικής μικροβιακής ποικιλότητας μπορεί, ωστόσο, να έχει σοβαρές συνέπειες για την υγεία των αστροναυτών. Στη Γη, η έκθεση σε ένα ευρύ φάσμα μικροβίων είναι απαραίτητη για τη σωστή ανάπτυξη και λειτουργία του ανθρώπινου ανοσοποιητικού συστήματος. Αντίθετα, τα υπερβολικά αποστειρωμένα περιβάλλοντα συνδέονται με απορρύθμιση του ανοσοποιητικού και αύξηση των φλεγμονωδών καταστάσεων.
Με τον ίδιο τρόπο, οι αστροναύτες που ζουν μεγάλα διαστήματα της ζωής τους στο αυστηρά αποστειρωμένο περιβάλλον του Διεθνή Διαστημικού Σταθμού βιώνουν δυσλειτουργία του ανοσοποιητικού συστήματος και, πολύ συχνά, επανενεργοποίηση λανθάνοντων ιών όπως για παράδειγμα, ο ιός Epstein-Barr και ο ιός της ανεμοβλογιάς και του έρπητα ζωστήρα.
Η ενσωμάτωση ενός ευρύτερου φάσματος μη παθογόνων περιβαλλοντικών μικροβίων στο περιβάλλον του διαστημικού σκάφους θα μπορούσε να βοηθήσει στην ενίσχυση του ανοσοποιητικού συστήματος των αστροναυτών, μειώνοντας δυνητικά τη συχνότητα εμφάνισης φλεγμονωδών αντιδράσεων και άλλων προβλημάτων υγείας που σχετίζονται με δυσλειτουργία του ανοσοποιητικού συστήματος.
Οι επιπτώσεις της έρευνας εκτείνονται πέρα από τα διαστημικά ταξίδια
Ερευνητική ομάδα από το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια, Σαν Ντιέγκο και την Εθνική Υπηρεσία Αεροναυτικής και Διαστήματος (NASA), θέλοντας να διερευνήσουν τις αιτίες που προκαλούν προβλήματα υγείας στους αστροναύτες, δημιούργησαν έναν χάρτη μικροβίων στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό, με στόχο να κάνουν την εξερεύνηση του διαστήματος ασφαλέστερη.
Με τη συμβολή ομάδας αστροναυτών της NASA, οι ερευνητές συνέλεξαν 803 δείγματα επιφάνειας από διάφορες τοποθεσίες εντός του διαστημικού σταθμού, περίπου 100 φορές περισσότερα δείγματα από ό,τι είχαν ληφθεί σε προηγούμενες δοκιμές.
Τα δείγματα αυτά υποβλήθηκαν σεμεταγονιδιωματικήαλληλούχιση, μια τεχνική που αναλύει το συλλογικό DNA των μικροβιακών κοινοτήτων, επιτρέποντας την ταυτοποίηση μιας ευρείας σειράς βακτηρίων και μυκήτων που υπάρχουν στις επιφάνειες του διαστημικού σταθμού. Τα δεδομένα που ελήφθησαν χρησιμοποιήθηκαν για την κατασκευή ενός λεπτομερούς τρισδιάστατου (3D) μικροβιακού χάρτη του σταθμού, που απεικονίζει την κατανομή και την ποικιλομορφία των μικροοργανισμών σε διαφορετικές τοποθεσίες αλλά και το πώςμπορεί να αλληλεπιδρούν μεταξύ τους τα βακτήρια και οι χημικές ουσίες.
Τα ευρήματα αποκάλυψαν στο περιβάλλον του διαστημικού σταθμού ένα εντυπωσιακά χαμηλό επίπεδο μικροβιακής ποικιλότητας σε σύγκριση με τα περισσότερα δομημένα περιβάλλοντα στη Γη. Όπως διαπίστωσαν οι ερευνητές, το μικροβίωμα του διαστημικού σταθμού κυριαρχείται από μικρόβια που σχετίζονται με τον άνθρωπο, τα οποία προέρχονται κυρίως από το δέρμα των αστροναυτών και όχι από μια ποικιλία περιβαλλοντικών μικροβίων που συνήθως υπάρχουν σε σπίτια, νοσοκομεία και ερευνητικές εγκαταστάσεις.
Επιπλέον, όταν οι ερευνητές συνέκριναν τα διαστημικά δείγματα με δείγματα που είχαν ληφθεί από διαφορετικά ανθρωπογενή περιβάλλοντα στη Γη, διαπίστωσαν ότι οι μικροβιακές κοινότητες του διαστημικού σταθμού έμοιαζαν πολύ με δείγματα που είχαν ληφθεί από βιομηχανοποιημένα ή αποστειρωμένα περιβάλλοντα, όπως νοσοκομεία και σπίτια σε αστικές περιοχές.
Η ανάλυση ανίχνευσε επίσης την ευρεία παρουσία απολυμαντικών ενώσεων σε όλες τις επιφάνειες του σταθμού, υποδηλώνοντας μια διάχυτη χρήση καθαριστικών παραγόντων. Σύμφωνα με τους ερευνητές, αν και απολύμανση είναι απαραίτητηγια τη διατήρηση της υγιεινής, αυτό μπορεί να επηρεάσει τη σύνθεση και την ποικιλομορφία των μικροβιακών κοινοτήτων αναστέλλοντας επιλεκτικά ορισμένα είδη.
Σύμφωνα με τους ερευνητές, τα ευρήματα υποδεικνύουν ότι, αντί να βλέπουμε τα μικρόβια ως ένα κίνδυνο που πρέπει να εξαλειφθεί, οι αστροναύτες θα μπορούσαν να ωφεληθούν από τη σκόπιμη ανάπτυξη διαφορετικών μικροβιακών κοινοτήτων που μιμούνται καλύτερα τις φυσικές μικροβιακές εκθέσεις που βιώνονται στη Γη. Με την εισαγωγή επιλεγμένων ευεργετικών μικροβίων, θα μπορούσε να βελτιωθεί η λειτουργία του ανοσοποιητικού συστήματος των αστροναυτών χωρίς να διακυβεύεται η υγιεινή.
Επιπλέον, οι επιπτώσεις αυτής της έρευνας, τονίζουν οι ερευνητές, εκτείνονται πέρα από τα διαστημικά ταξίδια. Πολλά ελεγχόμενα περιβάλλοντα στη Γη, όπως για παράδειγμα τα νοσοκομεία, τα υποβρύχια και οι ερευνητικοί σταθμοί, αντιμετωπίζουν παρόμοιες προκλήσεις όσον αφορά τη μικροβιακή ποικιλότητα. Η κατανόηση του τρόπου εξισορρόπησης της υγιεινής με την ευεργετική μικροβιακή έκθεση θα μπορούσε να οδηγήσει σε πιο υγιή περιβάλλοντα εσωτερικού χώρου.
Πηγή: Cell