قد يبدو الأمر وكأنه حبكة فيلم جديد لكائن فضائي، لكن وكالة ناسا وجدت بكتيريا متحولة تزدهر في الفضاء.
اكتشف الباحثون 13 سلالة من البكتيريا تسمى Enterobacter bugandensis المرتبطة بالتهابات الدم في محطة الفضاء الدولية (ISS)، والتي يمكن أن تضر بصحة رواد الفضاء على متن الطائرة.
إن البيئة القاسية في محطة الفضاء الدولية، مثل ارتفاع مستويات ثاني أكسيد الكربون، أجبرت البكتيريا على التحور، وعندما تتعرض للجاذبية الصغرى، يمكن للبكتيريا أن تكتسب مقاومة للمضادات الحيوية.
انتقلت البكتيريا على متن رواد الفضاء إلى المختبر المداري والآن الباحثين وحذر الباحثون من أن الجاذبية الصغرى يمكن أن تؤثر على صحتهم، مما يجعلهم أكثر عرضة للإصابة بالبكتيريا.
تم بناء محطة الفضاء الدولية في عام 1998، واستوعبت 300 رائد فضاء في العقدين الماضيين. اكتشف العلماء الآن بكتيريا متحولة يمكن أن تشكل خطراً ضاراً على رواد الفضاء
تم العثور على شكل متحور من بكتيريا E. bugandensis (في الصورة) في محطة الفضاء الدولية، وقد طور مقاومة للأدوية. وقد تم ربط البكتيريا بالإنتان عند الرضع والالتهابات التي تهدد الحياة والتي يمكن أن تسبب التهابًا في البطانة الداخلية لغرف القلب وصماماته.
أدت الطفرة إلى وصول البكتيريا إلى مجموعة مسببات الأمراض ESKAPE، وهي البكتيريا التي تعد السبب الرئيسي للعدوى التي تحدث أثناء تلقي الرعاية الطبية.
تم ربط البكتيريا بالعدوى الشديدة مثل عدوى الدم الموجودة عند الرضع والتي تسمى الإنتان الوليدي.
يمكن أن تؤدي عدوى البكتيريا المعوية أيضًا إلى الإنتان، والتهابات المسالك البولية، والتهابات الجلد والأنسجة الرخوة، والتهاب الشغاف – وهو التهاب يهدد الحياة ويحدث في البطانة الداخلية لغرف القلب وصماماته.
اكتشف الباحثون لأول مرة أن الكائنات الحية الدقيقة كانت تعيش بين رواد الفضاء في عام 2019 أثناء إجراء مسح شامل للفطريات والبكتيريا التي تعيش في محطة الفضاء الدولية، لكنهم حددوا مؤخرًا البكتيريا الرائدة باسم E. bugandensis.
حدد الفريق 13 سلالة من البكتيريا في ثلاثة مواقع في محطة الفضاء الدولية: أربعة في نظام دوران الهواء، وواحدة على جهاز تمرين، وثمانية في حمام المختبر.
قام الباحثون بتجميع رسم توضيحي يوضح العملية التي استخدموها لتحليل E. bugandensis وتقييم كيفية تكيفها داخل موطن محطة الفضاء الدولية (في الصورة)
أثناء بحثهم، اتخذ العلماء ثلاث خطوات لتحديد طفرة البكتيريا بدلاً من مقارنة E. bugandensis الموجودة على محطة الفضاء الدولية فقط بالتنوع الموجود على الأرض.
أولاً، قام الفريق بتحليل كيفية تغير جينومات البكتيريا ووظائفها أثناء التكيف مع بيئة الفضاء القاسية قبل الانتقال إلى الخطوة الثانية حيث حددوا وفرة سكان E. bugandensis في محطة الفضاء الدولية.
وأخيراً، نظروا إلى التفاعلات الأيضية للبكتيريا التي تفيد الكائنات الحية الدقيقة الأخرى، وتساعدها على البقاء والنمو.
وذكرت وكالة ناسا أن “نتائج الدراسة تشير إلى أنه تحت الضغط، تحورت السلالات المعزولة في محطة الفضاء الدولية وأصبحت متميزة وراثيا ووظيفيا مقارنة بنظيراتها الأرضية”.
وأضافت: “كانت السلالات قادرة على الاستمرار بشكل فعال في محطة الفضاء الدولية مع مرور الوقت بكميات كبيرة”.
وشارك الفريق في الدراسة: “أظهرت جينومات محطة الفضاء الدولية ما متوسطه 4568 جينًا، وهو عدد أعلى بكثير من متوسط 4416 جينًا موجودًا في جينومات الأرض”.
وقرر الباحثون أن السلالات المتحولة كانت لها أيضًا جينات مختلفة تمامًا ربما تكون السبب في قدرتها على مقاومة الأدوية المتعددة.
على الرغم من وجود نوع مختلف من E. bugandensis على الأرض، إلا أن البيئة على متن المحطة الفضائية قدمت ظروفًا قاسية مثل الجاذبية الصغرى (جاذبية منخفضة جدًا أو ضعيفة)، والإشعاع الشمسي ومستويات ثاني أكسيد الكربون المرتفعة التي أجبرت البكتيريا على التحور من أجل البقاء.
وقالت الدراسة إن عوامل أخرى مثل التهوية والرطوبة وضغط الهواء ربما ساعدت على ازدهار بكتيريا E. bugandensis، مضيفة أن السلالة البكتيرية يمكن أن تتعايش مع الكائنات الحية الدقيقة الأخرى في محطة الفضاء الدولية وربما ساهمت في بقائها.
وقال العلماء، من خلال دراسة كيفية بقاء الكائنات الحية الدقيقة على قيد الحياة في البيئات القاسية على محطة الفضاء الدولية، “إن هذا البحث يفتح الأبواب أمام تدابير وقائية فعالة لصحة رواد الفضاء”.