Όταν σκεφτόμαστε το διάστημα, συνήθως μας έρχονται στο μυαλό πλανήτες, αστροναύτες και διαστημόπλοια. Όμως, στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό διεξάγονται και πειράματα που αφορούν κάτι πολύ πιο γήινο: τα βακτήρια και τους ιούς που τα μολύνουν. Και τα αποτελέσματα αυτών των πειραμάτων ίσως αποδειχθούν κρίσιμα για την αντιμετώπιση των ανθεκτικών λοιμώξεων εδώ στη Γη, καθώς οι ιοί είναι οι πιο συχνές βιολογικές οντότητες στον πλανήτη.

Ιοί VS βακτηρίων: Ένας αόρατος «πόλεμος» σε εξέλιξη

Στο μικροσκοπικό τους σύμπαν, τα βακτήρια και οι βακτηριοφάγοι –ιοί που μολύνουν αποκλειστικά βακτήρια– βρίσκονται σε έναν διαρκή εξελικτικό ανταγωνισμό. Τα βακτήρια αναπτύσσουν μηχανισμούς άμυνας για να επιβιώσουν, ενώ οι φάγοι εξελίσσονται ώστε να τους παρακάμπτουν και να τα μολύνουν πιο αποτελεσματικά.

Αυτός ο «αγώνας εξοπλισμού» συμβαίνει εδώ και δισεκατομμύρια χρόνια. Όμως, όπως δείχνει νέα μελέτη που πραγματοποιήθηκε στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό, η εξέλιξη αυτή αλλάζει πορεία όταν πραγματοποιείται σε συνθήκες σχεδόν μηδενικής βαρύτητας.

Γιατί η βαρύτητα κάνει τη διαφορά

Στη Γη, η βαρύτητα προκαλεί συνεχή κίνηση στα υγρά: το ζεστό ανεβαίνει, το κρύο κατεβαίνει, τα σωματίδια αναμειγνύονται. Έτσι, βακτήρια και ιοί έρχονται συχνά σε επαφή.

Στο διάστημα, όμως, τα πράγματα είναι διαφορετικά. Σε συνθήκες μικροβαρύτητας, τα υγρά δεν αναδεύονται, όλα αιωρούνται. Αυτό σημαίνει ότι βακτήρια και φάγοι συναντιούνται πιο σπάνια, με αποτέλεσμα η μόλυνση να εξελίσσεται πιο αργά.

Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι, για να επιβιώσουν σε αυτό το περιβάλλον, οι φάγοι αναγκάστηκαν να γίνουν πιο «αποτελεσματικοί»: ανέπτυξαν αλλαγές που τους βοηθούν να προσκολλώνται καλύτερα στα βακτήρια και να τα μολύνουν, ακόμη και όταν οι ευκαιρίες επαφής είναι περιορισμένες.

Τι έδειξε το πείραμα στον Διαστημικό Σταθμό

Στη μελέτη, που δημοσιεύθηκε στο επιστημονικό περιοδικό PLOS Biology, οι επιστήμονες σύγκριναν πληθυσμούς του βακτηρίου E. coli που είχαν μολυνθεί από έναν βακτηριοφάγο (Τ7). Ένα μέρος των μικροοργανισμών καλλιεργήθηκε στον Διαστημικό Σταθμό και ένα πανομοιότυπο στη Γη.

Η ανάλυση έδειξε ότι:

  • τόσο τα βακτήρια όσο και οι φάγοι στο διάστημα ανέπτυξαν διαφορετικές γενετικές μεταλλάξεις

  • οι φάγοι έγιναν πιο ικανοί στο να προσδένονται στα βακτήρια

  • τα βακτήρια, από την πλευρά τους, ανέπτυξαν νέες άμυνες για να επιβιώσουν στη μικροβαρύτητα

Με άλλα λόγια, το περιβάλλον του διαστήματος οδήγησε σε μια εναλλακτική μορφή εξέλιξης.

Από το διάστημα στην αντιμετώπιση ανθεκτικών λοιμώξεων

Το πιο εντυπωσιακό εύρημα προέκυψε όταν οι φάγοι που είχαν εξελιχθεί στο διάστημα μεταφέρθηκαν πίσω στη Γη. Εκεί, αποδείχθηκε ότι μπορούσαν να σκοτώσουν στελέχη E. coli που προκαλούν συχνά λοιμώξεις του ουροποιητικού και είναι συνήθως ανθεκτικά τόσο στα αντιβιοτικά όσο και στους συγκεκριμένους φάγους.

Αυτό το «τυχαίο» αποτέλεσμα ανοίγει νέες προοπτικές για τις λεγόμενες φαγοθεραπείες, θεραπείες που χρησιμοποιούν βακτηριοφάγους για την καταπολέμηση επικίνδυνων βακτηρίων, ειδικά όταν τα αντιβιοτικά αποτυγχάνουν.

Τι σημαίνει αυτό για το μέλλον

Οι ειδικοί επισημαίνουν ότι η αξιοποίηση της μικροβαρύτητας –είτε στο διάστημα είτε μέσω προσομοιώσεων στη Γη– θα μπορούσε να βοηθήσει στον σχεδιασμό πιο αποτελεσματικών θεραπειών κατά των ανθεκτικών βακτηρίων. Παράλληλα, η έρευνα αυτή έχει σημασία και για την υγεία των αστροναυτών σε μακροχρόνιες αποστολές, όπου η πρόσβαση σε φάρμακα είναι περιορισμένη.