Mowa o narastającej oporności bakterii na antybiotyki, która z każdym rokiem staje się coraz groźniejsza. Badacze postanowili wykorzystać Międzynarodową Stację Kosmiczną jako nietypowe laboratorium. Efekty ich eksperymentu są co najmniej zaskakujące i dają nadzieję na nową broń w odwiecznej wojnie z patogenami.
Eksperyment w warunkach nieważkości. Jak mikrograwitacja zmienia walkę wirusów z bakteriami
Na pokładzie ISS przeprowadzono badanie interakcji między bakterią E. coli a wirusem ją atakującym, bakteriofagiem T7. Wybór nie był przypadkowy, ponieważ oba mikroorganizmy są powszechne w ludzkim organizmie, a ich zachowanie podczas długich misji kosmicznych ma bezpośredni wpływ na zdrowie astronautów. Rzeczywistość na orbicie okazała się jednak zupełnie inna niż na Ziemi.
Czytaj także: W jakim celu na Międzynarodową Stację Kosmiczną wysłano kałamarnice?
Dynamika całego procesu infekcji uległa diametralnej zmianie. Na naszej planecie fag T7 potrzebuje około 20 minut, aby poradzić sobie z bakterią. W warunkach mikrograwitacji ten sam proces rozciągał się w czasie od kilku godzin do nawet trzech tygodni. Bakterie, zmuszone do życia w stanie nieważkości, zaczęły ewoluować w zupełnie nowe formy nieobserwowane wcześniej na Ziemi, tworząc wyjątkowo odporne biofilmy. Ta adaptacja zmusiła z kolei wirusy do wypracowania własnych, unikalnych strategii ataku, co zaowocowało specyficznymi mutacjami w kluczowych genach, odpowiedzialnych za strukturę i mechanizm infekcji.
Nieoczekiwana skuteczność na Ziemi. Kosmiczne wirusy radzą sobie z ziemskimi patogenami
Prawdziwa niespodzianka czekała na naukowców dopiero po powrocie eksperymentu na Ziemię. Postanowili oni przetestować zmutowane w kosmosie bakteriofagi przeciwko szczepom bakterii wywołującym powszechne infekcje dróg moczowych. Wyniki były imponujące. Wirusy, które przeszły „trening” w mikrograwitacji, okazały się niezwykle skuteczne w niszczeniu patogenów. Co więcej, potrafiły zaatakować i zlikwidować nawet te szczepy bakterii, które normalnie były całkowicie odporne na standardowego, ziemskiego faga T7.
Mechanizm tego zjawiska tłumaczy się zjawiskiem koewolucji. Specyficzne, kosmiczne warunki stworzyły unikalną presję selekcyjną, która wymusiła na bakteriach mutacje w strukturze błony komórkowej i mechanizmach obronnych. W odpowiedzi wirusy musiały wypracować nowe, bardziej wyrafinowane metody ataku. Te nowe umiejętności, zdobyte w walce z „kosmicznymi” bakteriami, okazały się nadspodziewanie skuteczne również przeciwko ich ziemskim kuzynom. To trochę tak, jakby wirus przeszedł zaawansowany trening w ekstremalnych warunkach, który przygotował go do walki z każdym przeciwnikiem.
Przyszłość terapii fagowej. Kosmos jako laboratorium dla nowych leków
Odkrycie to rzuca nowe światło na terapię fagową, czyli leczenie infekcji bakteryjnych za pomocą wyspecjalizowanych wirusów. Koncepcja znana jest od dawna, ale na przeszkodzie jej powszechnego stosowania stoi między innymi szybka zdolność bakterii do uodparniania się. Eksperyment na ISS pokazuje, że środowisko kosmiczne może działać jak naturalne, przyśpieszone laboratorium ewolucyjne. Wymusza ono mutacje, które na Ziemi zachodziłyby znacznie wolniej lub w ogóle, otwierając drogę do stworzenia całej biblioteki nowych, potencjalnie skuteczniejszych fagów.
Czytaj także: Zagadkowe anomalie na stacji kosmicznej. NASA szuka odpowiedzi
Naukowcy są ostrożnie optymistyczni. Z jednej strony, perspektywa pozyskania nowej broni przeciwko lekoopornym bakteriom jest niezwykle kusząca, zwłaszcza w dobie, gdy klasyczna antybiotykoterapia coraz częściej zawodzi. Z drugiej strony, droga od eksperymentu na stacji kosmicznej do zatwierdzonej terapii w szpitalu jest długa, kosztowna i usiana licznymi przeszkodami regulacyjnymi. Minie jeszcze sporo czasu, zanim ewentualne „kosmiczne” fagi trafią do pacjentów. Mimo to, sam kierunek poszukiwań wydaje się niezwykle obiecujący i pokazuje, że czasami rozwiązania najtrudniejszych problemów mogą przychodzić z zupełnie nieoczekiwanej strony.
