Чистота во вред: откуда берутся иммунные расстройства астронавтов на МКС
Астронавты, находящиеся на Международной космической станции (МКС), часто сталкиваются с различными нарушениями иммунной системы, включая аллергические реакции и кожные высыпания. Они, возможно, являются одними из самых здоровых людей на планете. Однако ученые пытаются выяснить, почему такие симптомы встречаются часто. Родольфо Салидо Бенитес, исследователь в области биоинженерии из Калифорнийского университета в Сан-Диего, предполагает, что изменения в микробиоме, происходящие как в теле астронавтов, так и в их окружении на станции, могут играть ключевую роль. Он возглавлял одно из самых значительных исследований микробиома на МКС на сегодняшний день.
Анализ более 800 образцов, собранных астронавтами в нескольких модулях Орбитального сегмента США на МКС, показал, что микробная и химическая среда на станции во многом напоминает условия изоляторов для COVID-19 во время пандемии. Такие условия могут негативно сказываться на здоровье людей.
Мониторинг микробиома на МКС является постоянной задачей. Ранее исследования проводились, но в ограниченном масштабе. Исследователи из Калифорнийского университета в Сан-Диего, включая Нину Чжао, отмечают, что предыдущие работы не идентифицировали все микробные и химические факторы.
Орбитальный сегмент включает восемь герметичных модулей, построенных NASA, ESA и японским космическим агентством JAXA. Целью исследования было определение микробных и химических компонентов в каждом модуле, их миграции и сравнение с земными микробными средами. Для этого астронавтам предоставили тысячи специальных тампонов для сбора образцов с различных поверхностей в период с октября 2020 года по апрель 2021 года. После возвращения на Землю, одна сторона тампона использовалась для секвенирования ДНК, а другая — для масс-спектрометрического анализа. Методы, примененные в исследовании, были адаптированы из тех, что используются для мониторинга очень чистых сред, таких как сборочные цеха космических аппаратов.
Результаты показали, что микробное разнообразие на МКС схоже с таковым в сборочных цехах, что хорошо для космических аппаратов, но не для людей. Большинство микробов на МКС приходят с кожи астронавтов. Различия в микробных таксонах связаны с функциями модулей: модули, используемые для приготовления пищи, содержат больше пищевых микробов, тогда как модули с системами утилизации отходов имеют больше фекальных и мочевых микробов. Микробы, связанные с растениями, животными и почвой, практически отсутствуют. Сравнение показало, что микробное разнообразие МКС значительно уступает уровням, обнаруженным в домах или природных средах на Земле.
Отсутствие разнообразия может повысить риск хронических воспалительных заболеваний, таких как астма. Бенитес утверждает, что уровень стерилизации на МКС может быть слишком высоким, и предлагает снизить его, чтобы сохранить полезные микробы. Он считает, что внедрение полезных микробов может быть более эффективным, чем постоянное уничтожение всех микробов. Чжао предлагает новые подходы в дизайне космических кораблей, чтобы минимизировать распространение микробов между модулями с высокой и низкой активностью.
Для будущих пилотируемых миссий на Марс и другие долгосрочные путешествия, Бенитес предлагает целостный экосистемный подход. Он представляет, что космические корабли и станции будущего могли бы включать сады с микробами, растениями, опылителями и животными для создания сбалансированных, самоподдерживающихся экосистем.
Уточнения
Таксо́н — группа в классификации, состоящая из дискретных объектов, объединяемых на основании общих свойств и признаков.