Wissenschaftler untersuchen Bakterien im Weltraum für lange Dauer Missionen

Mit der NASA Space Shuttle-Programm offiziell zu Ende ist die Agentur Vorbereitungen, die Zukunft der Raumfahrt, profitieren die ehrgeizige Pläne für lange Dauer menschlichen Missionen zum Mars oder ein Asteroid.

Aber um diese großen Missionen geschehen zu machen, sind Forscher kleine denken. So klein, in der Tat, die sie auf die mikroskopisch kleinen Bakterien in unsere Eingeweide konzentrieren.

Und zwar deshalb, weil Menschen auf jahrelange Missionen lebendig und gesund zu halten eine große Herausforderung ist, kompliziert durch die unbekannten Auswirkungen der Schwerelosigkeit auf verschiedenen fiesen Bugs, die Menschen krank machen. Mindestens eine gemeinsame Erreger, Salmonellen, bekommt mehr virulent im Raum, und Schwerelosigkeit verändert die Aktivität der anderen Mikroben sowie. [Top 10 geheimnisvolle Krankheiten]

Was das bedeutet für Astronauten ist noch unbekannt, aber laufende Experimente – darunter eine, die auf den letzten Shuttle-Mission flog, die die Darmbakterien von Squid angeschaut – Ziel ist es, herauszufinden.

"Wir sind sehr besorgt über das Potenzial der erhöhten Infektionskrankheit auf lange Dauer Missionen", sagte Cheryl Nickerson, Professor im Zentrum für Infektionskrankheiten und Impfstoffentwicklung am Biodesign Institut an der Arizona State University, die Wirkung der Raumfahrt auf Mikroben studiert. "sie leben, wenn man so, in einer Blechdose will. Es ist ein geschlossenes ökologischen System... Es wird sehr wichtig für uns, die Mikroflora in unserem Körper, die guten und die schlechten zu verstehen."

Raum bugs

Jahrzehntelange Forschung auf Mikroben im Raum hat gezeigt, dass Fehler in der Schwerelosigkeit ungerade handeln. Einige extra kräftig wachsen und zeigen einige verringertes Wachstum, sagte Nickerson. Andere zeigen Veränderungen in ihrer Form oder erhöhte Resistenz gegen Antibiotika. Aber niemand hatte untersucht, ob Schwerelosigkeit die Fähigkeit von pathogenen oder krankheitserregende Bakterien verändert, um Infektion zu verursachen.

Nickerson und ihre Kollegen geschickt Salmonella -Bakterien, wodurch Lebensmittelvergiftung, zur internationalen Raumstation ISS an Bord zwei Shuttle-Flüge im Jahr 2006 und 2008. Sie fanden, dass die Bugs im Raum angebaut drei Mal häufiger wurden an Mäuse krank als Salmonellen gleichzeitig in einem Kontrollexperiment auf der Erde angebaut werden. Raumfahrt verändert die Art und Weise, dass Salmonellen seine Gene exprimiert die Produkte von denen für die Erhöhung der Virulenz verantwortlich sind.

Diese erhöhte Virulenz besonders beunruhigend ist, angesichts der Tatsache, dass Astronauten Immunsysteme im Raum nicht so stark sind, sagte Nickerson.

Nach wie vor, nur weil Salmonellen im Raum fieser wird bedeutet nicht, dass andere Krankheitserreger werden Nickerson allerdings, obwohl sie fügte hinzu, dass eine weitere Forschergruppe noch unveröffentlichte Erkenntnisse, die darauf hindeutet hat, dass eine unterschiedliche Erreger auch mehr virulent, in der Raumfahrt-Umgebung wird. [6 alltägliche Dinge, die passieren seltsam im Raum]

Eine neuere Studie von Nickerson und Kollegen festgestellt, dass eine andere Bakterien, die Atemwege Fehler Pseudomonas Aeruginosa, zeigt ähnlichen raumbezogenen molekulare genetische Änderungen an Salmonellen, aber die Forscher haben noch nicht festgelegt, wenn p. Auruginosa im Raum mehr virulent wird.

Raumkrankheit zu verhindern

Raum-ergeht Mikroben können helfen, bessere Impfstoffe für den erdgebundenen Menschen zu entwickeln, sagte Nickerson. Gerade jetzt, Nickerson und Direktor des Center for Infectious Diseases and Vaccinology, Roy Curtiss, arbeiten zur Verbesserung der Effizienz eines Impfstoffs in Curtiss Labor entwickelt.

Die Impfstoff-Sicherungen geschwächt Salmonella -Bakterien mit Molekülen von Streptococcus Pneumoniae, die Bakterien, die Lungenentzündung verursacht. Die Hoffnung Nickerson sagte, ist, dass die Virulenz steigernde Eigenschaften der Schwerelosigkeit die geschwächte Salmonellen Durchhaltevermögen im Körper geben werden, damit es besser eine Immunantwort gegen S. Pneumoniae Molekülen auslösen kann. Diese Immunantwort würde den Körper, um zukünftige Lungenentzündung Infektionen abwehren prime. Der Impfstoff in den Weltraum gestartet am letzten je shuttle-Mission – Atlantis' STS-135 Flug – Anfang dieses Monats.

Aber Astronauten werden wahrscheinlich auch von Raum-Mikrobe Forschung profitieren. Außerirdische Weltraum Mikroben machen für gute Science Fiction, aber die Ergebnisse Nickerson Teams legen nahe, dass Astronauten Besatzungsmitglieder möglicherweise mehr von Bugs zu befürchten, dass sie mit ihnen, bringen, sagte David Liskowsky, Direktor der medizinischen Politik und Ethik im NASA-Hauptquartier in Washington, DC. Und ein Auge auf die "guten" Bakterien, die unsere Eingeweide bevölkern, Schleimhäute und Haut möglicherweise genauso wichtig wie zu wissen, was Bakterien sind im Raum schlecht gehen.

"Bevor Sie gehen, würden Sie eine Zählung der Crew-Mitglieder und was erhalten wollen Arten, die sie in ihrem Körper haben" Liskowsky sagte SPACE.com. "Während der Mission können Sie überwachen, und sehen, ob Änderungen vorliegen."

NASA Richtlinien auf medizinischen Verfahren für die medizinische Versorgung auf Langzeitmissionen noch nicht, sagte Liskowsky. Experimente sind jedoch im Gange: Space Shuttle Endeavour, beispielsweise auf der internationalen Raumstation ISS auf ihrer Mission STS-134 am 16. Mai mit Baby Tintenfisch an Bord ins Leben gerufen. Das Ziel war zu sehen, wie Bakterien besiedeln die Eingeweide des Tintenfisches um herauszufinden, ob Astronauten wahrscheinlich Probleme mit ihren eigenen mikrobiellen Kolonien im Raum sind.

Endeavour am 1. Juni nach einer 16-Tage-Mission zur Raumstation ISS zur Erde zurückgekehrt.

Unterdessen sagte Nickerson, NASA muss Mikroben in vielen Entscheidungen der Mission, welche Art der an Bord Desinfektionsmittel zu verwenden, um zu verhindern, dass Antibiotikaresistenz einschließlich zu berücksichtigen.

"Wir müssen bereit sein zu können, das beste für unsere Fähigkeit, effektiv zu diagnostizieren, zu behandeln und einen Infektionskrankheit Ausbruch zu behandeln", sagte Nickerson.

Diese Geschichte wurde von zur Verfügung gestellt Space.com , eine Schwester-site zu LiveScience. Folgen Sie LiveScience Redakteur Stephanie Pappas auf Twitter @sipappas. Folgen Sie LiveScience für die neuesten Wissenschaftsnachrichten und Entdeckungen auf Twitter @livescience und auf Facebook .