Als je denkt aan wat er zich honderden kilometers boven het aardoppervlak in het Internationale Ruimtestation afspeelt, denk je waarschijnlijk niet aan salmonella. Maar het blijkt dat microzwaartekracht misschien iets onthult over de vervelende bacteriën. Onderzoeker Cheryl Nickerson nam wat salmonella mee om te zien wat er zou kunnen gebeuren, en wat ze vond was heel verrassend. Arizona State University schrijft:
Tijdens een eerdere reeks NASA-ruimteveer en grondgebonden experimenten deden Nickerson en haar team een verrassende ontdekking. Ruimtevaartcultuur verhoogde het ziekteverwekkende potentieel (virulentie) van de door voedsel overgedragen ziekteverwekker Salmonella, maar veel van de genen waarvan bekend is dat ze belangrijk zijn voor de virulentie, werden niet in- en uitgeschakeld zoals verwacht wanneer dit organisme op aarde wordt gekweekt. Inzicht in hoe deze omschakeling gereguleerd is, kan nuttig zijn voor het ontwerpen van gerichte strategieën om infectie te voorkomen.
De eerste keer dat ze salmonella naar de ruimte brachten en vervolgens naar beneden kwamen, keerde het drie tot zeven keer virulenter terug dan de op de grond gekweekte bug. NASA schrijft:
"We denken dat ruimtevaart Salmonella ertoe verleidt zich te gedragen alsof het in de darmen zit", zegt Nickerson. "Het is een mechanisch fenomeen dat te maken heeft met 'fluid shear'."
Kortom, wanneer salmonella zich verplaatst, kunnen ze voelen hoe sterk de kracht van de vloeistof die langs hen heen beweegt is. In de dunne darm en maag beweegt die vloeistof snel. Maar als de salmonella zijn weg kan vinden naar een alkoof, een klein hoekje in de darmwand, gaat die vloeibare afschuiving ver naar beneden. De salmonella kan de verandering voelen en plukt die tijd om te bloeien. In de ruimte is vloeistofschuif extreem laag. Dus de salmonella denken dat ze in hun veilige zone zijn.
Deze vloeistofschaar heeft allerlei belangrijke functies voor de cel, schrijft NASA:
Het blijkt dat veel van de genen die worden geactiveerd door de omgeving met weinig vloeiende afschuifkrachten, betrokken zijn bij het transport van deze ionen in en uit de cellen, dus er kan een verband zijn. Onderzoek naar dit ioneffect is nog steeds aan de gang, zegt Nickerson, maar ze speculeert dat het uiteindelijk kan leiden tot nieuwe manieren om deze ionen te gebruiken om Salmonella- infecties af te weren.
En het begrijpen van die genen die door de schaar worden geactiveerd, of anderszins, kan onderzoekers helpen erachter te komen hoe ze de bug hier op aarde kunnen bestrijden. Space.com schrijft:
"Dit onderzoek opent nieuwe gebieden voor onderzoeken die de voedselbehandeling kunnen verbeteren, nieuwe therapieën en vaccins kunnen ontwikkelen om voedselvergiftiging bij mensen hier op aarde te bestrijden en astronauten in een baan tegen infectieziekten te beschermen, " zei Julie Robinson, programmawetenschapper voor de Internationale Ruimte Station op het Johnson Space Center van NASA in Houston.
Dat is een goede zaak, omdat salmonella alleen al in de Verenigde Staten jaarlijks zo'n 40.000 mensen infecteert.
Het meest recente onderzoek van Nickerson heeft deze ontdekking een stap verder gebracht. Hier is de Universiteit van Arizona weer:
In een recent ruimtevluchtexperiment aan boord van de ruimteveermissie STS-135, vloog het team een genetisch gemodificeerd, op Salmonella gebaseerd, anti-pneumokaalvaccin dat werd ontwikkeld in het Curtiss-laboratorium. Door het effect van microzwaartekrachtculturen op de genexpressie en immunogeniteit van de vaccinstam te begrijpen, is hun doel om de stam op aarde genetisch te modificeren om het vermogen ervan te vergroten om een beschermende immuunrespons tegen pneumokokkenpneumonie te verlenen.
"Erkennend dat de ruimtevaartomgeving een uniek signaal geeft dat in staat is de virulentie van Salmonella te wijzigen, zullen we hetzelfde principe gebruiken in een poging de beschermende immuunrespons van de recombinante verzwakte Salmonella-vaccinstam te verbeteren, " zegt Nickerson.
En later dit jaar neemt Nickerson haar salmonella mee naar een nieuw schip - de SpaceX Dragon. Ze gaat een nematode besmetten met salmonella op het schip, en markeert de eerste keer dat iets opzettelijk is geïnfecteerd met een ziekteverwekker in microzwaartekracht. Laten we hopen dat geen van de astronauten ook besmet raakt, omdat salmonella in de ruimte niet zo leuk klinkt.
Meer van Smithsonian.com:
Waarom pindakaas het perfecte huis is voor salmonella
Groene eieren en salmonella?
