Έρευνες στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό δείχνουν ότι οι ιοί που προσβάλλουν βακτήρια εξελίσσονται με διαφορετικό τρόπο στη μικροβαρύτητα και γίνονται αποτελεσματικότεροι στη μόλυνσή τους. Το εύρημα προέκυψε από πειράματα με το βακτήριο E.
coli και ενδέχεται να αξιοποιηθεί στην αντιμετώπιση λοιμώξεων από ανθεκτικά βακτήρια στη Γη: οι φάγοι που εξελίχθηκαν κατά τη μελέτη μπόρεσαν να καταστρέψουν ανθεκτικά στελέχη. Τα αποτελέσματα δημιουργούν νέες προοπτικές για τη φαγοθεραπεία και ελπίδες για αποτελεσματικότερη αντιμετώπιση όταν τα αντιβιοτικά δεν αποδίδουν.
Το διάστημα συνδέεται συνήθως με πλανήτες, αστροναύτες και διαστημόπλοια, όμως στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό μελετώνται και βακτήρια μαζί με τους ιούς που τα προσβάλλουν. Τα ευρήματα αυτών των πειραμάτων μπορεί να αποδειχθούν σημαντικά για την αντιμετώπιση ανθεκτικών λοιμώξεων στη Γη, όπου οι ιοί αποτελούν τις συχνότερες βιολογικές οντότητες.
Ιοί και βακτήρια: Η αόρατη εξελικτική αναμέτρηση συνεχίζεται
Βακτήρια και βακτηριοφάγοι, δηλαδή ιοί που προσβάλλουν μόνο βακτήρια, ανταγωνίζονται διαρκώς στο μικροσκοπικό τους περιβάλλον. Για να επιβιώσουν, τα βακτήρια αναπτύσσουν άμυνες, ενώ οι φάγοι μεταβάλλονται εξελικτικά ώστε να τις ξεπερνούν και να μολύνουν αποτελεσματικότερα τα βακτήρια.
Η εξελικτική αυτή «κούρσα εξοπλισμών» βρίσκεται σε εξέλιξη εδώ και δισεκατομμύρια χρόνια. Νέα μελέτη από τον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό δείχνει, ωστόσο, ότι η πορεία της διαφοροποιείται όταν τα πειράματα γίνονται σε συνθήκες σχεδόν μηδενικής βαρύτητας.
Πώς η μικροβαρύτητα επηρεάζει την επαφή ιών και βακτηρίων
Στη Γη, η βαρύτητα κινεί συνεχώς τα υγρά: τα θερμά ρεύματα ανεβαίνουν, τα ψυχρά κατεβαίνουν και τα σωματίδια αναμειγνύονται. Ως αποτέλεσμα, ιοί και βακτήρια συναντώνται συχνά.
Η εικόνα αλλάζει στο διάστημα, όπου στη μικροβαρύτητα τα υγρά δεν αναδεύονται και τα πάντα αιωρούνται. Έτσι, φάγοι και βακτήρια έρχονται λιγότερο συχνά σε επαφή, με συνέπεια η μόλυνση να προχωρά πιο αργά.
Για να ανταποκριθούν στις συνθήκες αυτές, οι φάγοι χρειάστηκε να γίνουν πιο «αποτελεσματικοί», όπως διαπίστωσαν οι ερευνητές. Ανέπτυξαν αλλαγές που ενισχύουν την πρόσδεσή τους στα βακτήρια και τη δυνατότητα μόλυνσης, παρότι οι ευκαιρίες επαφής είναι περιορισμένες.
Τα ευρήματα του πειράματος στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό
Οι επιστήμονες δημοσίευσαν τη μελέτη στο επιστημονικό περιοδικό PLOS Biology και εξέτασαν πληθυσμούς του βακτηρίου E. coli, μολυσμένους από τον βακτηριοφάγο Τ7. Καλλιέργησαν ένα μέρος των μικροοργανισμών στον Διαστημικό Σταθμό και ένα αντίστοιχο δείγμα στη Γη.
Από την ανάλυση προέκυψε ότι:
- Στη μικροβαρύτητα, τόσο τα βακτήρια όσο και οι φάγοι εμφάνισαν διαφορετικές γενετικές μεταλλάξεις.
- Οι φάγοι απέκτησαν μεγαλύτερη ικανότητα πρόσδεσης στα βακτήρια.
- Τα βακτήρια, αντίστοιχα, ανέπτυξαν νέους αμυντικούς μηχανισμούς για να επιβιώσουν σε συνθήκες μικροβαρύτητας.
Επομένως, οι συνθήκες στο διάστημα έφεραν μια διαφορετική εκδοχή της εξελικτικής διαδικασίας.
Πώς οι διαστημικοί φάγοι μπορεί να αντιμετωπίσουν ανθεκτικές λοιμώξεις
Ιδιαίτερο ενδιαφέρον είχε το εύρημα ότι, όταν οι φάγοι που εξελίχθηκαν στο διάστημα επέστρεψαν στη Γη, μπορούσαν να σκοτώσουν στελέχη E. coli που συχνά προκαλούν ουρολοιμώξεις και κατά κανόνα είναι ανθεκτικά τόσο στα αντιβιοτικά όσο και στους συγκεκριμένους φάγους.
Το «τυχαίο» αυτό εύρημα δίνει νέα ώθηση στις φαγοθεραπείες: πρόκειται για θεραπείες στις οποίες χρησιμοποιούνται βακτηριοφάγοι εναντίον επικίνδυνων βακτηρίων, ιδιαίτερα όταν τα αντιβιοτικά δεν είναι αποτελεσματικά.
Οι πιθανές επιπτώσεις για τις μελλοντικές θεραπείες
Η αξιοποίηση της μικροβαρύτητας, είτε στο διάστημα είτε με προσομοιώσεις στη Γη, θα μπορούσε να συμβάλει στον σχεδιασμό αποτελεσματικότερων θεραπειών για ανθεκτικά βακτήρια, επισημαίνουν οι ειδικοί. Η μελέτη αφορά επίσης την υγεία των αστροναυτών σε αποστολές μεγάλης διάρκειας, όταν η πρόσβαση σε φάρμακα είναι περιορισμένη.
Συνοπτική εικόνα των ευρημάτων
- Πειράματα στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό δείχνουν ότι στη μικροβαρύτητα οι ιοί που προσβάλλουν βακτήρια εξελίσσονται διαφορετικά και γίνονται αποτελεσματικότεροι.
- Οι φάγοι που εξελίχθηκαν στις συνθήκες αυτές μπορούν να καταστρέψουν ανθεκτικά βακτηριακά στελέχη, δημιουργώντας προοπτικές για τη φαγοθεραπεία.
- Στο διάστημα οι φάγοι ανέπτυξαν τρόπους να προσδένονται αποτελεσματικότερα στα βακτήρια, τα οποία με τη σειρά τους απέκτησαν νέες άμυνες.
- Φάγοι που εξελίχθηκαν στη μικροβαρύτητα μπορούν να σκοτώσουν ανθεκτικά στελέχη E. coli που προκαλούν λοιμώξεις.
- Η έρευνα μπορεί να συμβάλει στην ανάπτυξη αποτελεσματικότερων θεραπειών για ανθεκτικές λοιμώξεις και έχει ενδιαφέρον για την υγεία αστροναυτών σε μακροχρόνιες αποστολές.
Το άρθρο στο ygeiax.gr: https://www.ygeiax.gr/health/diastimikoi-ioi-exolothreyoyn-vaktiria-ston-planiti-mas/17596
