Na ISS‑u su istraživači inficirali E. coli fagom T7 i otkrili da mikrogravitacija usporava infekciju i evoluciju zbog izostanka konvekcionog mešanja. U tim uslovima fagovi su razvili nove mehanizme vezivanja, dok su bakterije modifikovale svoje receptore. Po povratku na Zemlju, neki svemirski fagovi pokazali su veću efikasnost protiv bakterija koje izazivaju urinarne infekcije. Glavni izazov ostaje visoka cena lansiranja i povratka uzoraka.
Kako Mikrogravitacija Menja Igru: E. Coli I Fag T7 Na ISS‑u Razvili Neočekivane Adaptacije
(Credit: NASA)
Naučnici su na Međunarodnoj svemirskoj stanici (ISS) inficirali bakterije E. coli fagom T7 kako bi ispitali kako mikrogravitacija utiče na dinamiku infekcije i evoluciju mikroorganizama. Rezultati, objavljeni u časopisu PLOS Biology, pokazuju značajne razlike u ponašanju kultura u uslovima slabog gravitacionog mešanja u odnosu na Zemlju.
Zašto mikrogravitacija menja interakcije
Na Zemlji konvekcija—cirkulacija toplih i hladnih slojeva tečnosti—pomaže virusnim fagovima da češće stupaju u kontakt sa bakterijama. Na ISS‑u, gde je taj efekat gotovo izostao, susreti između fagova i bakterija su postali ređi, a proces infekcije i evolucije znatno usporen. Umesto brze „potrage i hvatanja“, dominirala je sporija difuzija i ograničeno mešanje kultura.
Adaptacije fagova i bakterija u svemiru
Iako su fagovi prvobitno imali teškoće da pronađu domaćine, timovi sa University of Wisconsin–Madison i kompanije Rhodium Scientific zabeležili su brzo prilagođavanje: fagovi su razvili nove mehanizme za dobošnije vezivanje (adsorpciju) za bakterijske ćelije, dok su E. coli kulture odgovorile promenama na receptorima koje fagovi koriste za ulazak.
E. coli growing on Eosin methylene blue media.
"Ovi rezultati ukazuju na to kako nam svemir može pomoći da unapredimo aktivnost fagoterapija," rekao je Charlie Mo, asistent profesor u Odeljenju za bakterijologiju na University of Wisconsin–Madison, koji nije bio direktno uključen u studiju.
Potencijalne primene i izazovi
Kada su svemirski uzorci vraćeni na Zemlju, neka od novostečenih svojstava svemirskih fagova pokazala su veću efikasnost protiv bakterija koje izazivaju urinarne infekcije — što otvara mogućnost razvoja efikasnijih fagoterapija. Međutim, trenutno je glavno ograničenje ekonomske prirode: slanje i bezbedan povratak kultura iz orbite je skup i logistički zahtevan.
Uprkos tome, razvijaju se nove tehnologije za proizvodnju u svemiru i bezbedan povrat uzoraka. Kako troškovi pristupa svemiru budu padali, ovakva istraživanja mogla bi da dopru do stvaranja novih terapijskih pristupa i medicinskih tretmana.
Slika: E. coli na Eosin methylene blue (EMB) agaru. Credit: Gene Drendel / Wikimedia Commons
Pomozite nam da budemo bolji.
