Międzynarodowy zespół odkrywa nieznany wcześniej wpływ na fizjologię, który może ukształtować przyszłość długotrwałych misji kosmicznych.
Naukowcy odkryli znaczące zmiany w mikrobiomie jelitowym spowodowane lotami kosmicznymi, które wpływają na fizjologię gospodarza i mogą mieć wpływ na długoterminowe misje kosmiczne. Te spostrzeżenia na temat zmian mikrobiologicznych i ich wpływu na funkcje odpornościowe i metaboliczne mają kluczowe znaczenie dla projektowania przyszłych protokołów zdrowotnych astronautów i zrozumienia zmian fizjologicznych związanych z przestrzenią kosmiczną.
Wpływ lotów kosmicznych na mikrobiom jelitowy
Naukowcy odkryli, jak loty kosmiczne głęboko zmieniają mikrobiom jelitowy, ujawniając nieznany wcześniej wpływ na fizjologię gospodarza, który może ukształtować przyszłość długotrwałych misji kosmicznych.
Prowadzone przez University College Dublin (UCD) i McGill University w Kanadzie, we współpracy z NASA i międzynarodowe konsorcjum, badanie oferuje najbardziej szczegółowy jak dotąd profil wpływu podróży kosmicznych na mikroorganizmy jelitowe, które przenosimy w przestrzeń kosmiczną.
Genetyczne spostrzeżenia z kosmosu
Opublikowano w npj Biofilmy i mikrobiomyw badaniu wykorzystano zaawansowane technologie genetyczne do zbadania zmian w mikrobiomie jelitowym, okrężnicy i wątrobie myszy na pokładzie statku Międzynarodowa Stacja Kosmiczna (ISS) w ciągu trzech miesięcy. Odkrycia ujawniają znaczące zmiany w obrębie określonych bakterii i odpowiadające im zmiany w ekspresji genów gospodarza powiązane z dysfunkcjami odpornościowymi i metabolicznymi powszechnie obserwowanymi w przestrzeni kosmicznej, oferując nowy wgląd w to, jak te zmiany mogą wpływać na fizjologię astronautów podczas dłuższych misji.
Dr Emmanuel Gonzalez z McGill University i pierwszy autor badania powiedział: „Loty kosmiczne w znacznym stopniu zmieniają fizjologię astronautów, jednak wiele czynników leżących u ich podstaw pozostaje tajemnicą. Integrując nowe metody genomiczne, możemy jednocześnie niezwykle szczegółowo badać bakterie jelitowe i genetykę gospodarza i zaczynamy dostrzegać wzorce, które mogłyby wyjaśnić patologię lotów kosmicznych. Oczywiste jest, że w przestrzeń kosmiczną wysyłamy nie tylko ludzi i zwierzęta, ale całe ekosystemy, których zrozumienie ma kluczowe znaczenie dla opracowania zabezpieczeń na potrzeby przyszłej eksploracji kosmosu”.
Globalna współpraca w dziedzinie biologii kosmicznej
Międzynarodowa współpraca, na czele której stoi UCD z grupami roboczymi ds. analiz NASA GeneLab, jest częścią najnowszego pakietu Nature Portfolio: Druga era kosmiczna: omika, platformy i medycyna na orbitach kosmicznych – największa w historii skoordynowana publikacja odkryć biologii kosmicznej.
Odkrycia te podkreślają rosnącą rolę Irlandii w badaniach nad mikrobiomem i naukami o życiu w przestrzeni kosmicznej oraz pokazują, jak zrozumienie biologicznych adaptacji do lotów kosmicznych może nie tylko przyczynić się do rozwoju medycyny lotniczej, ale także mieć znaczące implikacje dla zdrowia na Ziemi.
Implikacje biologiczne dla kosmosu i Ziemi
Profesor Nicholas Brereton, Wydział Biologii i Nauk o Środowisku UCD i starszy autor badania, powiedział: „Odkrycia te podkreślają skomplikowany dialog między określonymi bakteriami jelitowymi a ich mysimi żywicielami, krytycznie zaangażowanymi w gospodarkę żółciową. kwascholesterol i metabolizm energetyczny. Rzucają nowe światło na znaczenie symbiozy mikrobiomów dla zdrowia oraz na to, jak te relacje wyewoluowane na Ziemi mogą być podatne na stresy występujące w przestrzeni kosmicznej.
„Mamy nadzieję, że te badania ilustrują, w jaki sposób otwarta nauka oparta na współpracy może prowadzić do odkryć przynoszących wyraźne korzyści medyczne na Ziemi, jednocześnie wspierając nadchodzące misje Artemis, rozmieszczenie stacji kosmicznej Gateway oraz misję załogową mającą na celu Mars.”
Perspektywa NASA na badania z zakresu biologii kosmicznej
Jonathan Galazka, specjalista ds. portfela biologii kosmicznej Ames z NASA Ames Research Center, powiedział: „Te odkrycia stanowią ważny element naszego zrozumienia wpływu lotów kosmicznych na astronautów i pomogą w projektowaniu bezpiecznych i skutecznych misji na orbitę Ziemi, Księżyc i Marsa. Co więcej, oparty na współpracy charakter tego projektu stanowi plan tego, w jaki sposób otwarta nauka może przyspieszyć tempo odkryć”.
Odniesienie: „Lot kosmiczny zmienia interakcje mikroflory jelitowej gospodarza” autorstwa E. Gonzaleza, MD Lee, BT Tierney, N. Lipieta, P. Flores, M. Mishra, L. Beckett, A. Finkelstein, A. Mo, P. Walton, F. Karouia, R. Barker, RJ Jansen, SJ Green, S. Weging, J. Kelliher, NK Singh, D. Bezdan, J. Galazska i NJB Brereton, 29 sierpnia 2024 r., npj Biofilmy i mikrobiomy.
DOI: 10.1038/s41522-024-00545-1
