Super Platz Keime könnte Astronauten gefährden.

Die Schwerelosigkeit des Weltraums Keime noch fieser, erhöhen die Gefahren Astronauten Gesicht machen kann, sagen Forscher.

Diese Erkenntnisse sowie Forschung zur Verringerung dieser Risiken sind Bestandteil der laufenden Projekte der internationalen Raumstation ISS, die Schwerelosigkeit zu verwenden, um Geheimnisse über Mikroben.

"Wir suchen zu enthüllen neue zelluläre und molekulare Mechanismen, die im Zusammenhang mit Infektionskrankheiten fortschreiten, die hier auf der Erde beobachtet werden kann, und um unsere Erkenntnisse, neue Strategien für die Prävention und Behandlung zu übersetzen", sagt Mikrobiologe Cheryl Nickerson in Arizona State University Biodesign Institut. Nickerson detaillierte Befunde am Montag (18. Februar) bei der Jahrestagung der American Association for Advancement of Science in Boston.

Im Raum stoßen Forscher stark verringerte Niveaus von Schwerkraft, oft fälschlicherweise als Schwerelosigkeit bezeichnet. Diese in der Nähe von Schwerelosigkeit kann eine Reihe von abnormen Auswirkungen auf die Astronauten, wie Muskel-und Knochenschwund verursacht haben.

Obwohl Schwerelosigkeit normal Biologie verzerren kann, können herkömmliche Verfahren zur Untersuchung von Mikroben auf der Erde ihre eigenen Verzerrungen führen.

Experimente auf der Erde beinhalten oft wirbelnde Zellen um davon abhalten in einem Büschel aufgrund der Schwerkraft nach unten absetzen. Allerdings verursacht die physische Kraft, die durch die Bewegung der Flüssigkeit über Zelloberflächen erzeugt große Änderungen an der Art, wie Zellen handelt. Diese Eigenschaft, bekannt als Fluid Scherung, beeinflusst eine Vielzahl von Zelle Verhalten, und die Schere, die Experimente auf der Erde vorstellen könnten Ergebnisse drehen. [6 coolsten Raumfähre Experimenten]

In der Schwerelosigkeit müssen Forscher nicht ständig Zellen zu halten aus Verklumpung, stören, wie Schwerkraft ist nicht auf die Zellen zu einer bedeutenden Grad, nach unten ziehen. Als solche erklärt Experimente in der Schwerelosigkeit können geringe Flüssigkeit Scherkräfte erreichen und somit besser widerspiegeln, was normalerweise mit Mikroben und Zellen im Körper passiert, Nickerson.

Die häufigsten Lokalisationen von Infektionen beim Menschen sind beispielsweise die Schleimhaut, Magen-Darm- und urogenitalen Landstriche, wo flüssige Scherung in der Regel gering ist.

Salmonellen im Raum

In einer früheren Serie der NASA Space-Shuttle und bodengebundene Experimente entdeckt Nickerson und ihre Kollegen, dass Raumfahrt tatsächlich die Virulenz oder krankheitserregenden Potential von lebensmittelbedingten Erreger Salmonellagesteigert.

"Verändert Schwerelosigkeit wie Salmonellen verhält? Sie Wetten, dass es in eine Tiefe und neuartige Weise tut", sagte Nickerson.

Dieses aggressive Bakterium schätzungsweise 94 Millionen Menschen weltweit infiziert und verursacht 155.000 Todesfälle pro Jahr. In den Vereinigten Staaten allein sind mehr als 40.000 Fälle von Salmonellose jährlich, berichtet die mindestens 500 Tote und Kosten im Gesundheitswesen von mehr als $ 50 Millionen, sagte der Wissenschaftler.

"Durch das Studium der Einfluss der Raumfahrt auf das krankheitserregenden Potential der wichtigsten Erreger wie Salmonellen, wir können möglicherweise Einblick in die Mechanismen von Infektionskrankheiten, die mit traditionellen experimentellen Ansätzen auf der Erde, wo Schwerkraft wichtige zelluläre Reaktionen Maske kann, nicht erreicht werden kann", sagte Nickerson.

Diese Erkenntnisse sind von besonderem Interesse für die Gesundheit der Astronauten während längeren Raumfahrt-Missionen. Raumfahrt bereits Astronaut Immunität schwächt, und diese Ergebnisse zeigen, dass Astronauten möglicherweise weiteren Bewältigung der Bedrohung von krankheitserregenden Mikroben, die infektiöse Fähigkeiten gefördert haben.

Schwerelosigkeit führt anscheinend viele Gene im Zusammenhang mit SalmonellenVirulenz, ein- und Ausschalten auf Art und Weise nicht in Erde-basierte Labs gesehen zu wechseln. Das gleiche scheint mit Bacterialgenes verknüpft, um Widerstand gegen Stress und zur Bildung von festungsartigen Strukturen bekannt als Biofilme zu passieren. Ein besseres Verständnis davon Gene Raumfahrt verändert könnte dazu beitragen, dass die Design-Therapien zu kämpfen oder Infektion, Schutz von Personen im Raum und auf der Erde zu verhindern.

"Wir müssen Infektionskrankheit zu übertreffen, da wir den Kampf um die Erreger verlieren," sagte Nickerson SPACE.com.

Bessere Impfstoffe

Mikrogravitationsforschung könnte auch helfen, neuartige Impfstoffe führen. In einem kürzlich durchgeführten Raumfahrt-Experiment an Bord der Raumfähre-mission STS-135 (die letzte jemals Shuttle-Flug), Forscher, die eine genetisch veränderte Salmonellenmitgebracht-basierten Impfstoff zum Schutz gegen Pneumokokken-Pneumonie. Analyse der Auswirkungen der Schwerelosigkeit auf das Verhalten des Impfstoffes könnte dazu beitragen, die zeigen, wie sie genetisch zu verändern, um es zu verbessern.

"Erkenntnis, dass die Raumfahrt Umwelt ein einzigartiges Signal in der Lage vermittelt, Salmonellen Virulenz zu ändern, wir dieses Prinzip in einer Bemühung nutzen um die schützende Immunantwort von der rekombinanten, abgeschwächte Salmonellen Impfstamm zu verbessern," sagte Nickerson.

Experimente an Bord der Raumstation sind jetzt mikrobiellen Studien über längere Zeiträume, diejenigen nicht zur Verfügung, während der Shuttle-basierten Experimente zulässt. Diese Studien im Raum erfolgt in Verbindung mit gleichzeitigen Analysen auf der Erde mit der gleichen Hardware als diejenigen im Orbit, so dass Forscher das Verhalten von bakteriellen Zellen unter normalen Erdanziehungskraft vergleichen können. [Top 10 geheimnisvolle Krankheiten]

Darüber hinaus hoffen Forscher simulieren Schwerelosigkeit mit Maschinen wie rotierende Wand Schiff Bioreaktoren, die Zellen, die nachahmen wachsen, wie Zellen im Weltraum schweben. Solche Forschung geholfen bestätigen, dass ein Protein namens Hfq eine Schlüsselrolle bei der Salmonellen-Reaktion auf Raumfahrt Bedingungen spielt. Dennoch können diese Bioreaktoren nur etwa 70 Prozent der Effekt, Raumfahrt replizieren.

"Siebzig Prozent ist gut, aber wir haben 30 Prozent vermisst" Nickerson sagte.

Schwerelos Nematoden

Nickerson war erste Studie zu den Auswirkungen der Raumfahrt auf Virulenz des Erregers und der erste, der den Infektionsprozess in menschlichen Zellen in Raumfahrt-Profil. Ihr PHOENIX experimentieren, die Kapsel jährt sich zum erste Mal ein ganzes, lebenden Organismus mit einem Keim infiziert, und gleichzeitig überwacht in Echtzeit während der Infektionsprozess unter Mikrogravitation. PHOENIX wird auf der SpaceX Dragon-Kapsel Reisen noch in diesem Jahr zur Raumstation fliegen und einen Nematoden Wurm mit Salmonellenzu infizieren.

"Nematoden sind wunderbar für das Studium Salmonellen. Adulte sind im Grunde eine, lange Gastrointestinaltrakt von einem Ende zum anderen,"sagte Nickerson.

Die Aussagekraft der Ergebnisse, die Nickerson und ihre Kollegen aufgedeckt haben erstreckt sich auf mehr als nur Salmonellen. Die Forscher Experimente in der Protein-Hfq-Show, die es offenbar als Schlüsselregulator gen Antworten auf Raumfahrt Bedingungen in einer Reihe von anderen Bakterienarten, einschließlich Pseudomonas Aeruginosa, eine nosokomiale Infektion dient.

"Es ist aufregend für mich, dass unsere Arbeit zu entdecken, wie Astronauten während Spaceflight gesund in neuartige Möglichkeiten zur Prävention von Infektionskrankheiten hier auf der Erde umsetzen kann", sagte Nickerson.

Diese Geschichte wurde von zur Verfügung gestellt SPACE.com , eine Schwester-site zu LiveScience. @Spacedotcom SPACE.com auf Twitter zu folgen . Wir sind auch auf Facebook & Google +.