Credit: NASA
Secondo un recente studio della NASA, finanziato dal Rensselaer Polytechnic Institute (Troy, New York), le colonie di batteri cresciuti a bordo dello Space Shuttle Atlantis si comportavano in modo mai osservato sulla Terra.
Le recenti scoperte forniscono informazioni importanti sugli effetti del volo spaziale sul comportamento delle comunità batteriche e rappresentano un passo fondamentale verso la comprensione e la mitigazione del rischio che queste possono rappresentare per gli astronauti durante le missioni di lunga durata.
Il team di ricerca inviò un esperimento in orbita con la STS-132 dello Space Shuttle Atlantis, l'8 luglio 2011: 12 dispositivi, contenenti 8 fiale ciascuno, di Pseudomonas Aeruginosa, un batterio molto diffuso nel suolo e nell'acqua, ed in alcuni casi, patogeno per l'uomo.
L'urina artificiale era stata scelta come mezzo di crescita perché è un ambiente di sviluppo importante sia all'interno che all'esterno del corpo umano e rappresenta, inoltre, un elemento chiave nei sistemi di riciclaggio dei rifiuti e dell'acqua durante il volo spaziale a lungo termine.
Le comunità di questi batteri tendono normalmente a formare un biofilm, ossia una sorta di biopellicola: comunità microbiche complesse, tridimensionali che si trovano comunemente in natura. Aggregazione di microorganismi che comunque possono causare una grande varietà di infezioni e possono formarsi anche su apparecchiature mediche.
La maggior parte dei biofilm, compresi quelli che si trovano nel corpo umano, sono innocui, mentre altri possono essere associati a malattie.
Nell'esperimento, ciascuna fiala conteneva una membrana di cellulosa sulla quale poteva crescere il biofilm.
Mentre gli astronauti davano il via all'esperimento nello spazio, quasi in contemporanea la stessa cosa avveniva presso i laboratori del Kennedy Space Center in Florida. Ma i campioni coltivati per tre giorni nelle urine artificiali in orbita, hanno mostrato una struttura mai osservata sulla Terra, definita "column-and-canopy".
Quando l'esperimento è stato riportato a Terra e il team di ricerca ha accuratamente rimosso le membrane rivestite dal biofilm per le analisi, riscontrando che le comunità di batteri cresciute durante il volo spaziale, presentavano un maggior numero di cellule vive, più biomassa e maggiore spessore, rispetto ai biofilm coltivati in condizioni di gravità normali.
"I biofilm dilagavano a bordo della stazione spaziale Mir e continuano ad essere una sfida sulla ISS, ma ancora non so davvero che ruolo giochi la gravità nella loro crescita e sviluppo", spiega Cynthia H. Collins, professore presso il Department of Chemical and Biological Engineering del Rensselaer.
"Il nostro studio offre la prima prova che il volo spaziale influenza i comportamenti a livello di comunità di batteri e mette in evidenza l'importanza di capire sia l'interazioni dannose che benefiche con il corpo umano che potrebbero essere alterate durante il volo spaziale".
I risultati dello studio sono stati pubblicati sulla rivista PLoS ONE, del 29 aprile 2013 nel documento "Spaceflight promotes biofilm formation by Pseudomonas aeruginosa".
Al di là della sua importanza per gli astronauti e futuri esploratori dello spazio, questa ricerca potrebbe portare anche a nuovi metodi di prevenzione e cura delle malattie umane sulla Terra.
Esaminare gli effetti del volo spaziale sulla formazione di biofilm, può fornire nuove informazioni su come diversi fattori, quali la gravità, la dinamica dei fluidi e la disponibilità di nutrienti, ne influenzano la formazione.
Non vi è alcun sostituto sulla Terra per le condizioni di microgravità che si possono realmente sperimentare in orbita: anche se i ricercatori utilizzano metodi di simulazione nei loro laboratori, i risultati degli esperimenti in condizioni di microgravità simulata, non sempre corrispondono a quelli osservati realmente nel volo spaziale.
Questi studi dimostrano che la natura è in grado di adattarsi ad ambienti non terrestri in modi che meritano ulteriori approfondimenti, soprattutto per lunghi periodi e in ambienti a gravità ridotta.
A nostro avviso, entrare in un'ottica di valutazione più ampia è necessario non solo per garantire la sicurezza durante i prossimi viaggi di lunga durata, come potrebbe essere una missione umana su Marte, ma questi risultati dovrebbero far riflettere anche su eventuali situazioni ambientali locali che i futuri astronauti potrebbero trovare su altri mondi. Qui, la vita microbica potrebbe essersi adattata a condizioni da noi ritenute improbabili e perciò, potrebbe essersi sviluppata non necessariamente secondo una linea di biocompatibilità con gli esseri terrestri.
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