NASA sender E. coli til rummet for astronaut sundhed

Har du nogensinde spekuleret på, hvad der ville ske, hvis du blev syg i rummet? NASA har sendt bakterieprøver ind i et lavt kredsløb om Jorden for at hjælpe med at finde ud af det.

Et af agenturets seneste små satelliteksperimenter er E. coli Anti-Microbial Satellite, eller EcAMSat, som vil udforske det genetiske grundlag for, hvor effektivt antibiotika kan bekæmpe E. coli-bakterier i rummets lave tyngdekraft. Denne CubeSat – et rumfartøj på størrelse med en skoæske bygget af terningformede enheder – er netop blevet indsat fra rumstationen, og kan hjælpe os med at forbedre, hvordan vi bekæmper infektioner, giver sikrere rejser for astronauter på fremtidige rejser, og tilbyde fordele for medicin her på jorden.

"Hvis vi finder ud af, at modstanden er højere i mikrotyngdekraften, vi kan gøre noget, fordi vi kender genet, der er ansvarligt for det, og være i stand til at designe modforanstaltninger, " sagde A. C. Matin, hovedefterforsker for EcAMSat-undersøgelsen ved Stanford University i Californien. "Hvis vi er seriøse omkring udforskningen af ​​rummet, vi har brug for at vide, hvordan menneskelige vitale systemer påvirkes af mikrogravitation."

Forskere mener, at bakterier som E. coli kan opleve stress i mikrotyngdekraften. Denne stress udløser forsvarssystemer i bakterierne, gør det sværere for antibiotika at virke mod dem. Bakterier på Jorden gør noget lignende ved at udvikle en naturlig resistens over for traditionelle antibiotikabehandlinger. Ved at vide, hvordan E. coli's modstand mod antibiotika ændrer sig i rummet, vi kan også bedre forstå bakterier på jorden, fører til mere effektive behandlinger her, også.

E. coli-stammerne, der bruges på EcAMSat, er ansvarlige for urinvejsinfektioner, som kan ske for astronauter i rummet foruden andre typer infektioner. Med disse resultater, forskere vil lære om den ideelle dosering af medicin til at bekæmpe E. coli-infektioner i rummet, og udforske andre teknikker, der kan forbedre kraften af ​​antibiotika, der allerede eksisterer i dag.

"Ud over et lavt kredsløb om Jorden, de forstærkede sundhedseffekter af mikrogravitation og rumstråling vil kræve mere viden om, hvordan biologien reagerer på rummiljøet, " sagde Stevan Spremo, projektleder for missionen ved NASAs Ames Research Center i Californiens Silicon Valley. "Erfaringer fra dette eksperiment vil tjene som et springbræt for mere avancerede biologiske CubeSat-missioner, besvare kritiske spørgsmål."

EcAMSat er en unik autonom satellit, hvilket betyder, at det kan udføre sit eksperiment uden nogen kommunikation fra Jorden. Efter ankomsten til den internationale rumstation, besætningen vil arbejde med jordkontrollere for at frigive satellitten i kredsløb, og den er programmeret til automatisk at begynde sit eksperiment. Studerende ved Santa Clara University i Californien vil overvåge rumfartøjet, håndtere missionsoperationer og downloade data.

Rumfartøjet vil vække de sovende E. coli ved at oversvømme dem med en næringsrig væske, tilpasse deres beholdere til temperaturen i den menneskelige krop, og derefter injicere bakterieprøverne med forskellige mængder antibiotika. To typer E. coli vil blive sammenlignet:den ene med et naturligt forekommende gen, der hjælper det med at modstå antibiotika, den anden uden.

Bakterierne vil blive blandet med et farvestof, der skifter fra blå til pink. Et farvestof, der forbliver blåt, indikerer, at de fleste celler er døde som reaktion på antibiotikaen. Jo flere celler, der forbliver levedygtige og aktive på trods af medicinen, jo stærkere nuance af pink bliver farvestoffet. En indbygget farvesensor vil registrere disse ændringer, og bestemme, hvor stærkt de to typer af E. coli modstår antibiotika ved forskellige doser.

Eksperimentet vil vare i 150 timer, mens EcAMSat kredser om Jorden, og datasættet, mindre end en megabyte i alt, vil så blive transmitteret via radio ned til Jorden. Efter afslutningen af ​​sin mission, denne lille satellit vil brænde op i jordens atmosfære omkring 18 måneder senere.

At holde astronauter sunde i dag, Søger efter livet i morgen

EcAMSat bygger ikke kun på en arv af pålideligt hardwaredesign, der er demonstreret på tidligere små satellitmissioner, men også modnende teknologi til fremtidige missioner for at forbedre vores forståelse af livet i vores solsystem. I fremtiden, nogle af de samme komponenter designet til EcAMSat kunne leve videre i andre missioner.

"Selvom EcAMSat kun vil flyve denne gang, mange af dens komponenter kan påbegynde en anden mission:livsdetektion i solsystemet, " sagde Tony Ricco, chefteknolog for missionen i Ames. "Ved brug af sensorer og mikrofluidikteknologien fra EcAMSat, NASA udvikler den teknologi, der er nødvendig for at lede efter liv på måner som Enceladus og Europa – havverdener dækket af iskolde skorper."

I en pakke på størrelse med et par brød, videnskaben fra denne satellit vil give sundhedsmæssige fordele for fremtidige astronauter og mennesker på Jorden i årtier fremover.