Дослідники виявили, що мікроби, які піддаються впливу мікрогравітації на Міжнародній космічній станції (МКС), зазнають значних мутацій, деякі з яких покращують їх здатність боротися зі стійкими до антибіотиків бактеріями на Землі. Це відкриття представляє новий спосіб розробки більш ефективних методів лікування інфекцій, які стають дедалі стійкішими до традиційних ліків.
Еволюційна гонка озброєнь на орбіті
Десятиліттями вчені спостерігали за еволюційною «гонкою озброєнь» між бактеріями Escherichia coli та їх вірусним хижаком, бактеріофагом T7. Ця безперервна боротьба широко вивчалася в лабораторіях на землі, але ніколи не в унікальних умовах космічного польоту. У 2020 році дослідники з Університету Вісконсін-Медісон і Rhodium Scientific Inc. запустили контрольований експеримент на борту МКС, відправивши обидва організми на орбіту для спостереження за їх адаптацією.
Експеримент був дзеркальним відображенням ідентичних досліджень, проведених на Землі, дозволяючи прямо порівнювати еволюційні траєкторії. Результати показали, що відсутність гравітації принципово змінює взаємодію між фагами та бактеріями. В умовах мікрогравітації швидкість зараження сповільнюється, і обидва організми еволюціонують інакше, ніж їхні земні побратими.
Ключові адаптації в космосі
Бактерії, інкубовані в космосі, показали мутації в основному в генах, пов’язаних із реакцією на стрес і регуляцією поживних речовин. Їх поверхневі білки також зазнали змін, що вказує на адаптацію до унікальних стресів космічного середовища. У свою чергу, фаги розвинули протимутації, щоб зберегти свою здатність інфікувати бактерії.
Найважливіше те, що команда ідентифікувала конкретні спричинені простором фагові мутації, які показали помітно підвищену ефективність проти стійких до антибіотиків штамів E. coli, що відповідає за інфекції сечовивідних шляхів (ІМП). Понад 90% бактерій, які викликають ІСШ, тепер стійкі до антибіотиків, що робить фаготерапію життєздатною альтернативою.
Від космічної лабораторії до земних рішень
Аналізуючи ці космічні адаптації, дослідники змогли створити фаги з чудовою активністю проти стійких до ліків патогенів на Землі. Це означає, що суворе середовище космосу може створити унікальну еволюційну «скороварку» для прискорення розробки нових антимікробних стратегій.
«Космос пропонує природну лабораторію для вивчення мікробної еволюції способами, які просто неможливі на Землі», — кажуть дослідники. «Адаптація, яку ми спостерігали, може призвести до наступного покоління фагової терапії».
Ці висновки підкреслюють потенціал дослідження космосу для вирішення гострих проблем здоров’я на Землі. Оскільки резистентність до антибіотиків продовжує зростати, розуміння того, як мікроби розвиваються в екстремальних умовах, може мати вирішальне значення для того, щоб залишатися попереду.
