Detox af marsjord kan føre til ny medicin

Bakteriel resistens over for antibiotika er en af ​​menneskehedens store langsigtede sundhedsudfordringer. Nu kan forskning i at hjælpe mennesker med at leve på Mars hjælpe med at løse dette truende problem.

Dennis Claessen, lektor ved Institut for Biologi ved Leiden Universitet, Holland arbejder i syntetisk biologi, hvor bakterier er konstrueret til at løse problemer, der ikke kan tackles – eller ikke håndteres godt – af 'vilde' bakterier. Et hold af hans elever deltog i konkurrencen iGEM International Genetical Engineered Machine med en løsning på problemet med at dyrke ikke-giftige planter på Mars, men havde brug for 'mars' tyngdekraft for at teste deres ideer.

"Jorden på Mars har kemiske perkloratforbindelser i sig, som kan være giftig for mennesker, " forklarer prof. Claessen. Høje doser af perklorat kan hæmme skjoldbruskkirtlens optagelse af jod og forstyrre fosterudviklingen.

"Vores elever begyndte at 'bygge' en bakterie, der ville nedbryde perkloratet til klor og oxygen, men de havde brug for at vide, om den bakterie ville opføre sig på samme måde i Mars' delvise tyngdekraft, som den ville på Jorden."

Udfordringen var at finde en måde at reproducere Mars tyngdekraft på Jorden, og eleverne løste det ved hjælp af en tilfældig positioneringsmaskine (RPM).

Det første registrerede eksperiment på levende systemer ved hjælp af maskiner til at manipulere tyngdekraften blev udført i 1806 ved hjælp af et roterende vandhjul. To hundrede år senere var RPM, designet af det hollandsk-baserede Airbus-team for ESA, er det seneste instrument udviklet til at eksperimentere med nul eller reduceret tyngdekraft uden at gå ud i rummet.

Som navnet antyder, RPM ændrer konstant sin orientering tilfældigt, så genstande, der er placeret i den, ikke har mulighed for at tilpasse sig en konstant tyngdekraftsretning. Det originale design kunne med succes simulere nul tyngdekraft, mens den nyere RPM 2.0 desuden kan simulere delvis tyngdekraft, stadierne mellem normal jordens tyngdekraft og det vægtløse miljø.

"RPM-maskinerne tilbyder et godt alternativ til organisationer, der ønsker at lave eksperimenter med nul og delvis tyngdekraft, " siger Derk Schneemann hos Verhaert Holland. Derk er den hollandske mægler i netværket af ESA Innovation Partners, der letter genbrug af rumteknologi i andre sektorer, og som er en del af ESA's Business Applications and Space Solutions Program.

"Under deres eksperimenter bemærkede de, at når bakterier voksede i delvis tyngdekraft, de blev stressede, da de samlede affald omkring sig, som de ikke kunne komme af med. Dette rummer et stort potentiale, fordi når mikrober tilhørende Streptomyces-familien bliver stressede, de begynder normalt at lave antibiotika.

"halvfjerds procent af alle de antibiotika, mennesker bruger, stammer fra Streptomyces-bakterier, og vi ved, at de har potentialet til at producere endnu mere. Brug af RPM til at stresse dem på nye måder kan hjælpe os med at finde dem, vi aldrig har set før."

Afgiftende jord på Mars og Jorden

Prof. Claessen er nu ved at bygge et hollandsk konsortium for at undersøge jordafgiftning i større skala. Dette vil have applikationer på Jorden. For eksempel, der er meget perklorat i Chiles Atacama-ørken, hvor jorden menes at ligne den på Mars. Atacama-jord blev tidligere brugt som gødning i USA, men senere fandt man ud af, at perklorat var blevet udvasket fra denne gødning til grundvand, der blev brugt til at drikke.

Når det hollandske hold er på plads og har finansiering, forskning i Streptomyces mikrober (som findes naturligt i jordens jord, hvor de spiller en afgørende rolle i at nedbryde organisk materiale), og antibiotika kunne også udføres med RPM.

"At opdage, at de også har potentialet til at opdage nye antibiotika, er endnu mere spændende, da antibiotikaresistens er noget, vi er nødt til at tackle hurtigst muligt, " tilføjer Derk Schneemann.

Plads til sundhed

FN's Verdenssundhedsorganisation markerer Verdenssundhedsdag den 7. april hvert år. Det tredje mål for bæredygtig udvikling understreger retten til sundhed:Sikre sunde liv og fremme velvære for alle i alle aldre. Forskning i kredsløb, rumteknologi og rumapplikationer kan hjælpe med at forbedre sundheden på Jorden ved at overvåge vores miljø, hjælper med at spore sygdom, forbedre diagnostik, og arbejder blandt andet med ny medicin. FN fokuserer også særligt i år på universel sundhedsdækning.