Астронавт Жанетт Еппс витягує зразки ДНК із колоній бактерій для геномного аналізу на борту модуля Harmony Міжнародної космічної станції. Зображення NASA

Щоб дізнатися більше про здоров’я астронавтів і вплив космосу на організм людини, NASA проводить новий експеримент на борту Міжнародної космічної станції, щоб прискорити виявлення стійких до антибіотиків бактерій, таким чином підвищивши безпеку здоров’я не лише астронавтів, а й пацієнтів на Землі.

Інфекції, викликані стійкими до антибіотиків бактеріями, важко або неможливо лікувати, що робить резистентність до антибіотиків основною причиною смерті в усьому світі та глобальною проблемою охорони здоров’я.

Майбутнім астронавтам, які відвідають Місяць або Марс, доведеться покладатися на заздалегідь визначений запас антибіотиків на випадок хвороби. Забезпечення ефективності цих антибіотиків є важливим заходом безпеки для майбутніх місій.

Експеримент Genomic Enumeration of Antibiotic Resistance in Space (GEARS), яким керує Дослідницький центр Еймса NASA в Каліфорнійській Силіконовій долині, включає астронавтів, які знімають мазки з внутрішніх поверхонь космічної станції та перевіряють ці зразки на наявність антибіотикорезистентних бактерій, зокрема Enterococcus faecalis, типу бактерій, які зазвичай зустрічаються в організмі людини. Експеримент є першим кроком у серії робіт, спрямованих на краще розуміння того, як організми ростуть у космічному середовищі, і як ці подібності та відмінності можуть допомогти покращити дослідження на Землі.

«Ентерокок — це тип організмів, який був з нами з тих пір, як наші предки виповзли з океану, і є основним членом людського кишечника», — сказав Крістофер Карр, доцент Технологічного інституту Джорджії та співголовний дослідник GEARS. «Він здатний виживати як всередині, так і зовні свого хазяїна, що дозволило йому стати другою за частотою причиною інфекцій. Ми хочемо зрозуміти, як цей тип організмів адаптується до космічного середовища».

Експеримент GEARS прагне покращити виявлення та ідентифікацію цих бактерій, спираючись на існуючі зусилля, щоб зрозуміти, які організми ростуть на поверхні станції.

«Ми спостерігаємо за поверхнями космічної станції з 2000 року, але цей експеримент дасть нам зрозуміти не лише існуючі організми, а це все, що зараз використовується для оцінки ризику», — сказала Сара Уоллес, мікробіолог з Космічного центру імені Джонсона NASA в Х’юстоні та співдослідник GEARS. «Оскільки станція обертається близько до Землі, це місце з низьким ризиком, щоб оцінити та дізнатися більше про частоту появи цих бактерій і те, як вони реагують на космічне середовище, щоб ми могли застосувати це розуміння до місій на Місяць і Марс».

Протягом наступного року астронавти візьмуть мазки з частин станції та проаналізують зразки, додавши антибіотик до середовища, в якому будуть рости зразки. Результати покажуть, де росте ця та інші стійкі бактерії та чи можуть вони зберігатися або поширюватися станцією.

Експеримент розпочався  на МКС під час 30-ї місії SpaceX комерційних служб поповнення запасів (CRS) у березні 2024 року, і перший раунд тестування GEARS дав дивовижні результати: дуже мало колоній стійких бактерій. Це свідчить про загрозу стійкості до антибіотиків у космосі.

«Перед тим, як взяти станцію, було проведено певне очищення, яке, можливо, видалило деякі бактерії», — сказав Карр. Щоб краще зрозуміти, як і де можуть мешкати небезпечні бактерії, астронавти призупинили очищення перед другим циклом взяття мазків.

«Ми хочемо, щоб астронавти мали чисте довкілля, але ми також хочемо перевірити ті зони з високим дотиком, тому вони навмисно й ненадовго уникали очищення деяких зон, щоб ми могли зрозуміти, як бактерії можуть рости чи поширюватися на станції».

Цей експеримент є першим дослідженням метагеномного секвенування в космосі, методу, який аналізує весь генетичний матеріал у зразку, щоб ідентифікувати та охарактеризувати всі присутні організми, що є важливою дослідницькою та медичною діагностичною можливістю для майбутніх місій у глибокому космосі.

Геномне підрахунок резистентності до антибіотиків у космосі (GEARS) фінансувалося Програмою космічної біології з біологічних і фізичних наук за новаторського фінансування та підтримки офісу Mars Campaign.