Overvågning af mikrober for at holde Marsonauter sunde

For at garantere et sikkert miljø for astronauter på langvarige rummissioner, såsom en rejse til Mars, det er vigtigt at overvåge, hvordan mikroorganismer såsom bakterier tilpasser sig de begrænsede forhold ombord på rumfartøjer, ifølge en undersøgelse offentliggjort i open access journal Mikrobiom .

Dr Petra Schwendner, University of Edinburgh, tilsvarende forfatter til undersøgelsen sagde:"Indtil nu, lidt var kendt om indflydelsen af ​​langvarig indespærring på de mikroorganismer, der lever inde i levesteder, der en dag kan blive brugt til at rejse til andre planeter, og om mikrobiotaens struktur ændres med tiden. Vores er den første omfattende langtidsundersøgelse, der undersøger den mikrobielle belastning, mangfoldighed og dynamik i et lukket habitat - et mock-up rumfartøj - i 520 dage, den fulde varighed af en simuleret flyvning til Mars."

Holdet af forskere fra Tyskland, Storbritannien og Østrig, ledet af German Aerospace Center (DLR), fandt ud af, at bortset fra besætningen, der var hovedkilden til menneske-associerede bakterier inde i habitatet, indespærring så ud til at være den stærkeste trigger, der formede bakteriesamfundet - mikrobiotaen - som forblev meget dynamisk over tid.

Menneske-associerede mikroorganismer, inklusive Bacillus og Staphylococcus arter var de hyppigste, hvilket indikerer, at mennesker var hovedkilden til mikrobiel spredning, ifølge forskerne. For eksempel, stafylokokker, som ofte findes i næsen, luftrør, og på huden, blev formentlig spredt via hudflager, der blev udstødt af besætningen. Selvom Staphylococcus ikke altid vil forårsage sygdom, det er en almindelig årsag til hudinfektioner, især hos personer med svækket immunforsvar.

For at finde ud af, hvilke bakteriearter der kan være til stede i luften og på overfladerne inde i rumfartøjer, og hvordan sammensætningen af ​​mikrobiotaen kan ændre sig under menneskelig beboelse, en besætning på seks mandlige "marsonauter" boede inde i et mock-up rumfartøj, beliggende i Moskva, fra 3. juni 2010 til 5. november 2011. I isolationsperioden forblev besætningsmedlemmerne fuldt indespærret - de forlod aldrig det lukkede habitat. Simulering af forhold under en bemandet mission til Mars, de fulgte en streng diæt og tidsplan, som omfattede rengøring af habitatet og udførelse af videnskabelige eksperimenter. De indsamlede 360 ​​mikrobielle prøver fra 20 steder (9 luft, 11 overflade) på 18 tidspunkter, ved hjælp af luftfiltre og vatpinde.

Mens en kernemikrobiota af de samme bakterier var til stede i alle områder af mock-up rumfartøjet, forfatterne bemærkede specifikke bakterielle signaturer for hvert enkelt område, eller modul, hvilket indikerer, at - ligesom i andre indendørs miljøer - mikrobiel tilstedeværelse er forbundet med menneskelig tilstedeværelse såvel som den type aktivitet, som et område bruges til. Fællesarealer, soveområder, gymnastiksalen, og toilettet havde det højeste antal og den største mangfoldighed af bakterier, mens det laveste antal bakterier blev fundet inde i det medicinske modul.

Dr. Schwendner sagde:"Vi så også virkningen af ​​rengøringsmidler. Selvom vi fandt nogle mikrobielle hotspots, hvor antallet af bakterier var meget højere end i andre områder, vi var ret lettede over at konstatere, at det samlede bakterietal var inden for de acceptable grænser. På grund af passende rengøringsforanstaltninger, det mikrobielle samfund inde i habitatet var hele tiden under kontrol med ingen eller ringe risiko for besætningen."

Forskerne bemærkede også, at den mikrobielle diversitet faldt betydeligt over tid, hvilket betyder, at der var færre forskellige arter af bakterier til stede. Dette kan indikere potentielt problematisk udvikling inden for det mikrobielle samfund under langvarig isolation, ifølge forfatterne. Høj mikrobiel diversitet er normalt forbundet med systemisk stabilitet og sundhed.

Dr. Schwendner sagde:"Ud over potentielle sundhedsrisici for besætningen, nogle af disse mikroorganismer kan have en negativ indvirkning på rumfartøjer, efterhånden som de vokser videre og kan beskadige rumfartøjets materiale. For at sikre systemernes stabilitet, modforanstaltninger kan være nødvendige for at undgå udvikling af meget resistente, tilpassede mikroorganismer, og et fuldstændigt tab af mikrobiel diversitet. Vores undersøgelse giver værdifuld indsigt i kvaliteten af ​​habitatvedligeholdelse og forbedrer valget af passende mikrobielle overvågningsmetoder, giver mulighed for udvikling af effektive og passende modforanstaltninger."