Mutanter i mikrogravitation

Bakterier kan mutere hurtigere i rummet, og forskere teoretiserer, at mønstre af disse mutationer kan hjælpe med at forudsige, hvordan patogener bliver resistente over for antibiotika. Sådanne forudsigelser kunne, på tur, bruges til at udvikle nye lægemidler til brug mod disse patogener. Antibiotikaresistente patogener eller bakterier er et voksende verdensomspændende sundhedsproblem. Den langvarige brug af mange almindelige antibiotika har ført til, at nogle sygdomme er blevet resistente over for lægemiddelbehandling, som kan føre til længere og mere komplicerede sygdomme.

En proof-of-concept undersøgelse, Nanobiosym gener, sender to stammer af Staphylococcus aureus bakterier til den internationale rumstation. Efterforskere vil sammenligne mønstre af deres mutationer med de samme organismer, der dyrkes på Jorden for at forfine beregningsalgoritmer, der forudsiger mutationer, der fører til antibiotikaresistens.

BioServe Space Technologies ved University of Colorado, Boulder integrerede denne undersøgelse, som er hostet i fire BioCells Habitats og BioServes Space Automated Bioproduct Lab (SABL).

"For mere end 25 år siden, Jeg havde den hypotese, at miljøet har en effekt på, hvordan gener muterer og udvikler sig, eller udtrykke sig, "hovedefterforsker Anita Goel, formand og videnskabelig direktør hos Nanobiosym Inc i Cambridge, Massachusetts, sagde. Goel har en doktorgrad i filosofi i fysik og en doktorgrad i medicin. "Denne undersøgelse giver mig mulighed for at undersøge, om vi kan få mutationer til at ske ved at ændre miljøet. Det første skridt er at forstå, alt andet er det samme, hvordan påvirker mikrogravitation hastigheden og mønsteret af mutationer? Nogle data tyder på, at mikrotyngdekraft fremskynder mutationer, men vi kender ikke mekanismen for, hvordan miljøet kan spille en rolle."

Data fra undersøgelsen kan definere mutationsspektret. At kombinere det med algoritmer kan forbedre evnen til at forudsige mutationer, herunder dem, der fører til lægemiddelresistens.

"Vi kan modellere, hvilken vej lægemiddelresistens vil gå og bruge det til at udvikle bedre, smartere stoffer, " sagde Goel. "En fejl kan mutere i nærvær af et lægemiddel og blive resistent. Det prøver vi at komme foran, forudsige disse mutationer, og vær klar med et stof, når de dukker op."

Mens dette arbejde starter med infektionssygdomme, det kan potentielt bruges med alt, der har en DNA-markør, herunder kræft.

Der er to vigtige trin:For det første, et værktøj, der analyserer DNA eller RNA, og for det andet, algoritmer til at bestemme den rigtige behandling for den bestemte sygdom. Goels firma, Nanobiosym, har udviklet en enhed kaldet Gene-RADAR, der udfører det første trin.

"I princippet, vi kan stille diagnose i realtid af enhver sygdom med en RNA- eller DNA-signatur eller genetisk fingeraftryk, sagde hun. Til sidst, vi kan bygge værktøjer til at decentralisere levering af sundhedsydelser på Jorden, at diagnosticere sygdomme i realtid i en landsby i Afrika eller dit eget hjem, bare med en dråbe blod eller spyt. Lige nu kan disse test tage uger til måneder. Enheden ligger i din hånd, så vi kan også sætte det på rumstationen for at lave analyser og research."

Denne realtidsanalyse har vigtige anvendelser i rummet. I øjeblikket, eksperimenter ombord på rumstationen bringes tilbage til Jorden til genanalyse. Enheden kunne udføre nogle analyser i rummet og kun sende dataene tilbage til Jorden. Astronauter kunne straks teste for DNA-livsformer i prøver indsamlet på Mars, for eksempel, eller diagnosticere deres egne infektioner.

Mutante patogener i rummet har næppe en chance.