I ricercatori hanno scoperto che i microbi esposti alla microgravità nella Stazione Spaziale Internazionale (ISS) subiscono mutazioni significative, alcune delle quali migliorano la loro capacità di combattere i batteri resistenti agli antibiotici sulla Terra. Questa scoperta presenta un nuovo percorso per lo sviluppo di trattamenti più efficaci contro le infezioni che sono sempre più incurabili con i farmaci convenzionali.
La corsa agli armamenti evolutiva in orbita
Per decenni, gli scienziati hanno osservato la “corsa agli armamenti” evolutiva tra il batterio Escherichia coli e il suo predatore virale, il batteriofago T7. Questa lotta in corso è stata ampiamente studiata nei laboratori terrestri, ma mai nelle condizioni uniche del volo spaziale. Nel 2020, i ricercatori dell’Università del Wisconsin-Madison e della Rhodium Scientific Inc. hanno lanciato un esperimento controllato a bordo della ISS, inviando entrambi gli organismi in orbita per osservare il loro adattamento.
L’esperimento rispecchiava studi identici condotti sulla Terra, consentendo un confronto diretto delle traiettorie evolutive. I risultati hanno rivelato che l’assenza di gravità altera radicalmente il modo in cui interagiscono fagi e batteri. In condizioni di microgravità, il tasso di infezione rallenta ed entrambi gli organismi si evolvono in modi distinti rispetto alle loro controparti sulla Terra.
Adattamenti chiave nello spazio
I batteri incubati nello spazio hanno mostrato mutazioni principalmente nei geni legati alla risposta allo stress e alla regolazione dei nutrienti. Anche le loro proteine superficiali hanno subito cambiamenti, suggerendo un adattamento agli stress specifici dell’ambiente spaziale. I fagi, a loro volta, hanno sviluppato contromutazioni per mantenere la loro capacità di infettare i batteri.
Fondamentalmente, il team ha identificato specifiche mutazioni fagiche indotte dallo spazio che hanno dimostrato un’efficacia notevolmente maggiore contro i ceppi resistenti agli antibiotici di E. coli responsabile delle infezioni del tratto urinario (UTI). Oltre il 90% dei batteri che causano le infezioni delle vie urinarie sono ora resistenti agli antibiotici, rendendo la terapia fagica una valida alternativa.
Dal laboratorio spaziale alle soluzioni legate alla Terra
Analizzando questi adattamenti guidati dallo spazio, i ricercatori sono stati in grado di progettare fagi con attività superiore contro i patogeni resistenti ai farmaci sulla Terra. Ciò significa che le dure condizioni dello spazio possono fornire una pentola a pressione evolutiva unica per accelerare lo sviluppo di nuove strategie antimicrobiche.
“Lo spazio offre un laboratorio naturale per studiare l’evoluzione microbica in modi che semplicemente non sono possibili sulla Terra”, affermano i ricercatori. “Gli adattamenti che abbiamo osservato potrebbero portare alla prossima generazione di terapie basate sui fagi.”
I risultati evidenziano il potenziale della ricerca spaziale per affrontare le pressanti sfide sanitarie terrestri. Poiché la resistenza agli antibiotici continua ad aumentare, comprendere come i microbi si evolvono in ambienti estremi può essere fondamentale per restare al passo con i tempi.
