4 Minute
Microorganismele se comportă diferit pe orbită. Experimente noi pe Stația Spațială Internațională arată că bacteriofagii — virusuri care infectează bacteriile — și gazdele lor bacteriene evoluează pe căi modificate în microgravitație, generând schimbări care ar putea contribui la combaterea infecțiilor rezistente la antibiotice pe Pământ.
Un fag stă pe suprafața unei celule gazdă.
De ce contează biologia în microgravitație
Imaginează-ți o cursă a înarmărilor evolutive desfășurându-se într-o cutie sigilată de pe Stația Spațială Internațională (ISS). Asta au realizat, în esență, cercetătorii de la University of Wisconsin–Madison și firma de biotehnologie Rhodium Scientific când au trimis, în 2020, o populație mixtă de bacterii Escherichia coli și prădătorul lor viral, bacteriofagul T7, în orbită. Aceleași experimente au rulat în paralel pe Pământ timp de 25 de zile, pentru ca oamenii de știință să poată compara direct cum modifică absența gravitației evoluția microbiană.
Cum a fost desfășurat experimentul
La bordul ISS, astronauții au incubat combinații diferite de bacterii și fagi în condiții controlate. Pe Pământ, o echipă condusă de biochimistul Vatsan Raman a repetat protocoalele în Madison. Prin secvențierea genomurilor și urmărirea dinamicii infecțiilor, cercetătorii au putut identifica ce mutații au apărut la microbii crescuți în spațiu și în ce mod aceste modificări au influențat ratele de infectare și ucidere când probele s-au întors pe Pământ.
Schimbări genetice surprinzătoare și vulnerabilități noi
Mediul spațial a încetinit infecțiile inițiale și a condus ambele organisme pe trasee evolutive care nu au fost observate la controalele terestre. E. coli a adaptat prin mutații în gene legate de răspunsul la stres, preluarea nutrienților și prin modificarea proteinelor de suprafață — tocmai receptorii pe care se atașează fagi. După un început întârziat, fagii T7 au evoluat mutații noi care le-au restaurat capacitatea de a recunoaște și fixa aceste suprafețe bacteriene modificate.
În mod esențial, câteva dintre mutațiile fagice apărute în microgravitație s-au dovedit extrem de eficiente în a ucide tulpini bacteriene rezistente la antibiotice care provoacă infecții ale tractului urinar (ITU). Având în vedere că, în anumite regiuni, peste 90% dintre tulpinile care cauzează ITU prezintă rezistență la antibioticele standard, terapia cu bacteriofagi (terapie fagică) este studiată tot mai mult ca alternativă sau complement pentru tratamentele convenționale.
Ce înseamnă pentru terapia cu fagi și rezistența la antibiotice
„Spațiul schimbă fundamental modul în care fagi și bacteriile interacționează”, observă cercetătorii, adăugând că adaptările induse de microgravitație au oferit perspective biologice utile pentru proiectarea unor fagi cu activitate îmbunătățită împotriva patogenilor rezistenți de pe Pământ. În practică, aceasta înseamnă că mutațiile observate pe orbită ar putea ghida fabricarea în laborator a tratamentelor fagice țintite pentru anumite tulpini bacteriene rezistente.
Dincolo de ITU, aceste rezultate subliniază utilitatea studierii evoluției în condiții fizice atipice. Microgravitația reprezintă o presiune selectivă unică, capabilă să releve căi genetice și interacțiuni moleculare care rămân ascunse în experimentele terestre. Pentru cercetătorii care proiectează antimicrobiene de generație următoare, aceasta oferă un kit de instrumente promițător pentru descoperire și inginerie biologică.
Perspective viitoare: fagi țintiți și biologie spațială
Lucrări ulterioare vor urmări caracterizarea mecanismelor din spatele celor mai potente variante fagice evoluate în spațiu și testarea siguranței și eficacității lor în modele preclinice. Studiul subliniază un punct mai larg: biologia spațială nu informează doar sănătatea astronauților — poate accelera descoperirea de soluții inovatoare pentru probleme urgente de sănătate publică, precum rezistența la antibiotice. Cercetarea combină domenii precum microbiologie, genomica, inginerie a proteinelor și terapie fagică pentru a transforma observațiile din microgravitație în aplicații clinice potențiale.
Sursa: scitechdaily
Lasă un Comentariu