Międzynarodowa Stacja Kosmiczna jest zbyt sterylna – „brudniejsze” środowisko mogłoby poprawić zdrowie astronautów
Astronauci często doświadczają dysfunkcji układu odpornościowego, wysypek skórnych i innych stanów zapalnych podczas podróży kosmicznych. Nowe badanie opublikowane 27 lutego w czasopiśmie Cell sugeruje, że przyczyną tych problemów może być nadmiernie sterylne środowisko statków kosmicznych. Analiza wykazała, że Międzynarodowa Stacja Kosmiczna (ISS) charakteryzuje się znacznie niższą różnorodnością drobnoustrojów w porównaniu do środowisk zbudowanych przez człowieka na Ziemi. Mikroorganizmy obecne na ISS pochodzą głównie od ludzi, którzy je tam wnieśli, co sugeruje, że celowe wprowadzenie większej liczby mikroorganizmów ze środowiska naturalnego mogłoby pozytywnie wpłynąć na zdrowie astronautów.
„Przyszłe środowiska budowane przez człowieka, w tym stacje kosmiczne, mogłyby zyskać na świadomym kształtowaniu zróżnicowanych społeczności drobnoustrojów, które lepiej odwzorowują naturalne ekspozycje mikrobiologiczne, jakie doświadczamy na Ziemi, zamiast polegać na skrajnie sterylnych przestrzeniach” – mówi współautor badania Rodolfo Salido z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Diego (UC San Diego).
W ramach badania naukowcy współpracowali z astronautami, którzy pobrali wymazy z 803 różnych powierzchni na ISS – co stanowi niemal 100 razy więcej próbek niż w poprzednich analizach. Na Ziemi przeprowadzono identyfikację obecnych gatunków bakterii oraz substancji chemicznych, a następnie stworzono trójwymiarowe mapy pokazujące rozmieszczenie poszczególnych mikroorganizmów i związków chemicznych w stacji kosmicznej.
Skąd pochodzą mikroby na ISS?
Analiza wykazała, że głównym źródłem drobnoustrojów na ISS jest skóra ludzka. Chemikalia pochodzące ze środków czyszczących i dezynfekujących były wszechobecne w całej stacji. Ponadto różne moduły (pomieszczenia) na ISS miały odmienne społeczności mikrobiologiczne i chemiczne – ich skład zależał od przeznaczenia danej przestrzeni. Na przykład w strefach przeznaczonych do spożywania posiłków znajdowano więcej bakterii związanych z żywnością, podczas gdy w toaletach dominowały mikroby i metabolity powiązane z moczem i kałem.
„Zauważyliśmy, że ilość środków dezynfekujących na powierzchniach Międzynarodowej Stacji Kosmicznej jest silnie skorelowana z różnorodnością mikrobiomu w różnych lokalizacjach” – mówi współautorka badania Nina Zhao z UC San Diego.
Porównując ISS z różnymi środowiskami na Ziemi, naukowcy odkryli, że społeczności mikroorganizmów w stacji były mniej zróżnicowane niż w większości próbek pobranych z ziemskich budowli. Ich skład przypominał raczej mikrobiom sterylnych miejsc, takich jak szpitale, zamknięte habitaty czy mieszkania w obszarach miejskich.
Kosmiczna sterylność a zdrowie astronautów
W porównaniu z większością próbek pobranych z powierzchni ziemskich, ISS wykazywała niedobór wolno żyjących drobnoustrojów środowiskowych, które powszechnie występują w glebie i wodzie. Zdaniem badaczy celowe wprowadzenie tych mikroorganizmów oraz substratów, w których żyją, mogłoby poprawić zdrowie astronautów, nie rezygnując jednocześnie z zasad higieny.
Naukowcy porównują swoją koncepcję do dobrze udokumentowanego pozytywnego wpływu ogrodnictwa na układ odpornościowy. „Istnieje ogromna różnica między kontaktem ze zdrową glebą podczas ogrodnictwa a sytuacją, w której po prostu gotujemy się we własnym brudzie – co w zasadzie dzieje się w szczelnie zamkniętym środowisku, do którego nie docierają żadne zdrowe źródła drobnoustrojów z zewnątrz” – wyjaśnia Rob Knight, jeden z autorów badania.
Przyszłość kosmicznych ekosystemów
W przyszłości naukowcy planują udoskonalić swoje analizy, aby precyzyjnie wykrywać potencjalnie patogenne mikroorganizmy oraz oznaki zdrowia astronautów na podstawie metabolitów środowiskowych. Podkreślają również, że podobne podejście mogłoby pomóc poprawić zdrowie osób pracujących w sterylnych warunkach na Ziemi.
„Jeśli naprawdę chcemy, aby życie kwitło poza Ziemią, nie możemy po prostu wziąć małego fragmentu drzewa życia, wystrzelić go w kosmos i liczyć na to, że wszystko się ułoży” – mówi Salido. „Musimy zacząć myśleć o tym, jakie inne pożyteczne organizmy powinniśmy wysyłać razem z astronautami, aby tworzyć ekosystemy, które będą trwałe i korzystne dla wszystkich.”
Źródło: Cell
DOI: 10.1016/j.cell.2025.01.039
