Den Internationale Rumstation. (Billede: NASA)
For at lære mere om, hvorfor nogle bakterier synes sværere at dræbe i næsten vægtløs tilstand, forskere ombord på ISS har for nylig overhældt et parti af bakterierne med antibiotika—et forsøg, som resulterede i en række overraskende fysiske forandringer, der kan hjælpe bakterien til at overleve og trives i rummet.
Uanset om vi kan lide det eller ej, bakterier kommer til at være vores partnere, som vi venture ud i rummet. Det er derfor tvingende nødvendigt, at vi lærer så meget om disse mikroorganismer som muligt i tilfælde af, at en astronaut udvikler en livstruende infektion, eller for at undgå problematiske “biofilm” dannelse inde ISS og andre rumfartøjer (såsom et skib på vej til Mars). Som tidligere undersøgelser har vist, bakterier opfører sig anderledes i rummet, i nogle tilfælde erhverve mutationer, der gør dem bedre til reproduktion og mere modstandsdygtig over for virkningerne af antibiotika.
En ny undersøgelse offentliggjort i Grænser i Mikrobiologi er de første til at spore de fysiske ændringer i bakterier, specielt E. coli stamme, efter eksponering for antibiotika. Den nye forskning giver ny viden og indsigt i, hvordan bakterier tilpasse sig til antibiotika, og det er at hjælpe forskere med at finde måder at forpurre deres høje grad af tilpasningsevne.
I et eksperiment udført om bord på ISS, forskere med CU Boulder ‘ s BioServe Plads Teknologier udsat kulturer af E. coli bakterier med forskellige doser af antibiotika gentamicin sulfat. På denne Jord, antibiotika dræber bakterier med relativ lethed, men som dette eksperiment viste, at det er en anden historie op i rummet. I stedet for at ødelægge den kultur, eksponering for gentamicin sulfat resulterede i en 13-dobling i bakteriecelle numre og en 73 procent reduktion i celle volumen størrelse, som i forhold til en kontrolgruppe, der behandles på samme måde på Jorden. Denne dramatiske shapeshifting, siger forskerne, er sandsynligt, at hjælpe bakterier til at overleve.
For én, er det betydelige fald i de bakterier, der er cellens overflade nedsætter hastigheden, hvormed molekyler, der kan interagere med det. Denne effektivt gør de bakterier, der er uigennemtrængelige for fremmede stoffer, såsom antibiotika. Hertil kommer, at den celle, vægge og ydre membraner af de bakterier, der fik mærkbart tykkere, hvilket formentlig tillægges yderligere beskyttelse. Bakterierne voksede også i klumper, som forskerne siger, er en mulig defensiv foranstaltning, hvor skallen af de ydre celler, der anvendes til at beskytte de indre celler fra antibiotika. Endelig er der nogle E. coli celler produceres små kapsler, der er kendt som membran vesikler, på ydersiden af deres cellevægge, hvilket kunne i teorien bidrage til at lette infektion proces.
“Både stigningen i celle konvolut tykkelse og i den ydre membran vesikler kan være tegn på resistens-mekanismer bliver aktiveret i rumfart prøver,” sagde UC Boulder mikrobiolog Luis Zea, der leder undersøgelsen, i en erklæring. “Og dette eksperiment, og andre kan lide det give os mulighed for bedre at forstå hvordan bakterier bliver resistente over for antibiotika, her på Jorden.”
Der er en god pointe. Ikke alene kan denne undersøgelse hjælpe os med at finde ud af nye måder at beskytte astronauter i rummet, kunne de også fortælle os noget om, hvordan bakterier tilpasser sig til antibiotika i normal tyngdekraft forhold. Ved at analysere deres styrker, kan vi også finde deres svagheder.
[Grænser i Mikrobiologi]