Forskare har upptäckt att virus som infekterar bakterier som skickats till Internationella rymdstationen utvecklas på oväntade sätt jämfört med jordförhållanden. I mikrogravitation genomgår dessa virus och deras bakterievärdar distinkta genetiska förändringar, vilket potentiellt kan förbättra behandlingar för läkemedelsresistenta infektioner. Resultaten från en studie ombord på ISS belyser hur rymden förändrar mikrobiella interaktioner.
Forskare utsatte Escherichia coli-bakterier för T7-fager – virus som infekterar bakterier – både på jorden och i den mikrogravitationsmiljö som råder på Internationella rymdstationen. Experimentet, lett av Phil Huss från University of Wisconsin-Madison, visade att även om infektioner inträffade i rymden efter en initial fördröjning, divergerade de evolutionära vägarna markant från jordbaserade prover. Helgenomsekvensering av rymdprover visade att T7-fager utvecklade mutationer som förbättrade deras infektionsförmåga och förmåga att binda till bakteriella receptorer. Samtidigt förvärvade E. coli-bakterier i mikrogravitation genetiska förändringar som stärkte försvaren mot fagerna och förbättrade överlevnaden i viktlöshet. Dessa skillnader undersöktes ytterligare med djup mutationsskanning av T7-receptor-bindande protein, en kritisk komponent för infektion. Jordbaserade uppföljningstester kopplade dessa mikrogravitationsinducerade förändringar till större effektivitet mot E. coli-stammar som orsakar humana urinvägsinfektioner, vilka vanligtvis motstår T7-fager. Studien, publicerad den 13 januari i PLOS Biology, tyder på att rymdbaserad forskning kan avslöja nya mikrobiella anpassningar med tillämpningar för rymdfärder och hälsa på jorden. Som författarna noterade: «Rymden förändrar fundamentalt hur fager och bakterier interagerar: infektionen bromsas, och båda organismerna utvecklas längs en annan bana än på jorden. Genom att studera dessa rymddrivna anpassningar identifierade vi nya biologiska insikter som gjorde det möjligt för oss att konstruera fager med långt överlägsen aktivitet mot läkemedelsresistenta patogener här på jorden.» Detta arbete understryker värdet av ISS för att främja fagterapi, ett lovande alternativ till antibiotika mitt i den ökande antimikrobiella resistensen.
