Ændring i astronauternes tarmbakterier tilskrevet rumflyvning

Northwestern University-forskere studerer tarmbakterierne hos Scott og Mark Kelly, NASA-astronauter og identiske tvillingebrødre, som en del af et unikt menneskeligt studie har fundet ud af, at ændringer i visse tarm-"bugs" forekommer i rummet.

Northwestern-holdet er en af ​​10 NASA-finansierede forskningsgrupper, der studerer Kelly-tvillingerne for at lære, hvordan det at leve i rummet i en lang periode - såsom en mission til Mars - påvirker den menneskelige krop. Mens Scott tilbragte næsten et år i rummet, hans bror, Mærke, blev på jorden, som jordbaseret kontrol.

"Vi ser ændringer forbundet med rumflyvning, og de går væk, når de vender tilbage til Jorden, " sagde Fred W. Turek, Charles E. og Emma H. ​​Morrison professor i biologi ved Weinberg College of Arts and Sciences. Han er medleder af undersøgelsen.

"Det er tidligt i vores analyse, så vi ved endnu ikke, hvad disse ændringer betyder, " sagde Martha H. Vitaterna, studiemedleder og forskningslektor i neurobiologi ved Northwestern. "Vi ved ikke, hvad det er ved rumflyvning, der driver ændringerne i tarmmikrober."

Forskerholdet omfatter samarbejdspartnere fra Rush University Medical School og University of Illinois i Chicago.

"Vi vil arbejde tæt sammen med de andre Twins Study-hold for at sammensætte et mere komplet billede af virkningerne af lange rummissioner, " sagde Turek. "Det, vi lærer, vil hjælpe os med at beskytte astronauternes helbred, og det vil også hjælpe os med at forbedre menneskers sundhed på Jorden."

Turek rapporterede sit holds foreløbige forskningsresultater på NASAs Human Research Programs årlige Investigators' Workshop, afholdt i sidste uge i Galveston, Texas. Dette var det første møde, hvor forskerne med de 10 tvillingeundersøgelseshold, som ser på forskellige aspekter af tvillingernes fysiologi, kunne dele deres data med hinanden.

"Vi var meget spændte på at lære, hvad de andre hold har opdaget, og at begynde at tænke på, hvordan det passer med vores resultater, " sagde Vitaterna. "Dette er en stor milepæl - vi ved nu ting, vi ikke vidste før."

Northwestern-studiet er unikt:Forskerne sammenligner effekten af ​​at leve ved nul tyngdekraft i et år på et menneskes tarmmikrobiota - de 'bugs', der findes naturligt i mave-tarmkanalen (GI) for at hjælpe fordøjelsen - med de normale udsving i disse populationer over samme tidsperiode i en enægget tvilling på jorden.

Holdets resultater omfatter:

• Der var et skift i balancen mellem de to dominerende grupper af bakterier (Firmicutes og Bacteroidetes) i Scott Kellys mave-tarmkanal, da han var i rummet. Balancen vendte tilbage til niveauerne før flyvningen, da Scott Kelly vendte tilbage til Jorden.
• Udsving i de samme bakteriegrupper blev set hos Mark Kelly, kontrollen på jorden, men udsvingene var ikke så store som dem, man så hos Scott Kelly i rummet.
• Forskelle i det virale, bakterie- og svampepopulationer mellem Scott Kelly og Mark Kelly var udtalt på alle tidspunkter; imidlertid, dette var forventet, når man sammenlignede forskellige individer, selv enæggede tvillinger.
• Det overraskende fund var, at en ændring i mangfoldigheden af ​​tarmmikrober (antallet af forskellige arter) ikke blev observeret i Scott Kelly, mens han var i rummet.

Forskerne advarede om, at resultaterne er foreløbige, og at de ikke har haft en chance for at grave dybt for at finde ud af, hvad dataene betyder.

"Dette vil ske i de kommende måneder, når vi ser på vores resultater i sammenhæng med, hvad de andre hold finder, " sagde Vitaterna. "Lige nu, vi ser ikke noget alarmerende eller skræmmende - Kelly-tvillingerne ser ud til at have sunde tarmmikrobiomer."