Recent onderzoek aan boord van de Space Shuttle geeft wetenschappers een beter begrip van hoe besmettelijke ziektes zich in de ruimte manifesteren, om zo aan de ene kant de gezondheid van astronauten te kunnen verbeteren, maar aan de andere kant geeft dit ook mogelijkheden voor het ontwikkelen van nieuwe behandelmethodes voor ziektes hier op de Aarde.
Het onderzoek richt zich op een bacterie die bekend staat als Pseudomonas aeruginosa, dezelfde bacterie die er voor zorgde dat astronaut Fred Haise ziek werd tijdens de Apollo 13-missie naar de maan in 1970. Wetenschappers bestuderen de bacterie nu aan boord van de Space Shuttle en hopen er zo achter te komen hoe de ziekte-veroorzakende stoffen werken. Zij geloven dat het onderzoek kan leiden tot geavanceerde vaccins en therapieën om zo infecties beter te kunnen bestrijden. De bevindingen zijn gebaseerd op experimenten met ziekteverwekkers op NASA Space Shuttle missies naar het International Space Station en zijn verschenen in een recente uitgave van het tijdschrift Applied and Environmental Microbiology.
“Voor de eerste keer zijn we in staat om te zien dat twee zeer verschillende soorten bacteriën – Salmonella en Pseudomonas – dezelfde fundamentele regelmechanismen gebruiken die zorgen voor veel van de reacties van de microben op de omgeving gedurende de ruimtevlucht”, aldus Cheryl Nickerson, universitair hoofddocent aan het Centrum voor Infectieziekten en Vaccinologie, het Biodesign Instituut van de Arizona State University (ASU) in Tempe. “We hebben aangetoond dat ruimtevluchten gemeenschappelijke regelmechanismen treft in beide bacteriën die steevast ziektes veroorzaken in gezonde individuen [Salmonella] en degenen die de ziekte veroorzaken bij alleen mensen met een verzwakt afweersysteem [Pseudomonas].” Door het bestuderen van de globale genexpressie-patronen in bacteriële ziekteverwekkers zoals Pseudomonas en Salmonella heeft Nickerson’s team meer geleerd over hoe deze reageren op een omgeving met verminderde zwaartekracht.
Pseudomonas aeruginosa kan als een goedaardige microbe overleven in gezonde mensen, maar vormt een ernstige bedreiging voor mensen met een verzwakt afweersysteem. Het is de belangrijkste doodsoorzaak voor mensen die lijden aan cystische fibrose en is een ernstig gevaar voor mensen met brandwonden. Echter, een voldoende hoge dosering van Salmonella typhimurium veroorzaakt altijd ziekte, zelfs bij gezonde personen.
Tijdens de eerste studie in 2006 werden twee bacteriële ziekteverwekkers, Salmonella typhimurium en Pseudomonas aeruginosa, en een ziekteverwekkende schimmel, Candida albicans, meegenomen aan boord van een Space Shuttle op weg naar het International Space Station. Ze lieten deze meerdere dagen groeien in afgesloten containers. Nickerson’s team was de eerste die de globale gen- en eiwitexpressie (hoe de bacteriën reageren op moleculair niveau) en de virulentie (ziekmakende) veranderingen in de microben kon evalueren, als reactie op een omgeving met verminderde zwaartekracht.
“We ontdekten dat bepaalde aspecten van de omgeving die microben tegen kwamen tijdens ruimtevluchten overeen kwamen met de belangrijkste voorwaarden die gewoonlijk bij ziekteverwekkers in ons lichaam optreden tijdens het natuurlijke beloop van een infectie. Dit geldt met name voor het ademhalingsstelsel en het maag-darmsysteem”, zei Nickerson. NASA’s Advanced Capabilities Division Director, Benjamin Neumann voegt toe dat: “Dit houdt in dat naast het veiligstellen van de toekomstige ruimtereizigers, dergelijk onderzoek kan de zoektocht steunen naar betere geneesmiddelen tegen ziekteverwekkers hier op Aarde.”
De eerste studie en de daarop volgende ruimte-experimenten tonen aan dat ruimtevluchten zorgen voor een omgeving van laag vloeistofniveau, waar vloeistoffen weinig kracht uitoefenen op het oppervlak van cellen; iets dat op Aarde nauwelijks mogelijk is. Deze omgeving is van invloed op de genetische regulatoren (de zaken in het DNA die bepalen hoe een cel werkt) die er voor zorgen dat microben besmettelijker worden. Dezelfde regulatoren sturen de virulentie wellicht op een soortgelijke manier aan als tijdens een infectie in het menselijk lichaam.
“We hebben nu aangetoond dat ruimtevaart de voorwaarden wijzigt waarvan bekend is dat ze zijn betrokken bij de virulentie van Pseudomonas aeruginosa”, zei Aurelie Crabbe, een onderzoeker in het lab van Dr Nickerson op ASU en de hoofdauteur van het rapport. “Toekomstig werk zal nagaan of Pseudomonas ook een toegenomen virulentie laat zien na ruimtevlucht net als salmonella.” Verder onderzoek kan zich ook gaan richten op andere ziekteverwekkers zoals Candida.
Voor meer informatie over dit onderzoek: http://www.ncbi.nl … med/21169425
Voor meer informatie over dergelijk onderzoek in het International Space Station: http://www.nasa.gov/iss-science
Bron: Arizona State University, 21 maart 2011
Facebook Reacties: