Uno studio condotto da un team di ricercatori del laboratorio nazionale e della NASA ha scoperto che l'ambiente della Stazione Spaziale Internazionale è influenzato dalla composizione microbica degli stessi astronauti.

Lo sforzo di ricerca quinquennale rappresenta il primo studio a confrontare il profilo microbico ambientale (o microbioma) della stazione spaziale con il microbioma di un astronauta utilizzando tecniche di sequenziamento del DNA metagenomico.

La loro carta, pubblicato ieri sulla rivista scientifica PLOS One , è il lavoro degli scienziati del Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) e di tre centri della NASA:il Jet Propulsion Laboratory (JPL), Ames Research Center nella Silicon Valley e Johnson Space Center.

"È molto importante avere un monitoraggio continuo del microbioma sulla stazione spaziale perché ci aiuterà a identificare il potenziale di eventuali microbi che potrebbero danneggiare la salute degli astronauti, ", ha affermato la biologa Crystal Jaing del LLNL, l'autore principale del documento e il ricercatore principale per lo studio Microbial Tracking (MT)-2.

Gli scienziati hanno caratterizzato il profilo microbico di un astronauta, prendendo 88 tamponi corporei dalla bocca dell'astronauta, naso, orecchio, pelle e saliva e ha scoperto che il microbioma delle superfici della stazione spaziale assomigliava alla pelle del membro dell'equipaggio.

I campioni degli astronauti sono stati raccolti in otto momenti diversi:prima del volo (22), durante il volo (33) e dopo il volo (33).

Per capire se il microbioma dell'equipaggio ha interagito con l'ambiente della stazione spaziale, campioni di superficie ambientale da otto diversi luoghi abitabili nella stazione spaziale sono stati raccolti da due voli. I campioni ambientali di un volo sono stati raccolti dall'astronauta il cui profilo microbico è stato compilato e i campioni del volo successivo sono stati raccolti dopo la partenza dell'astronauta.

La composizione microbica dei campioni sia dell'astronauta che dell'ambiente della stazione spaziale è stata misurata utilizzando il sequenziamento metagenomico ed elaborata utilizzando il Livermore Metagenomics Analysis Toolkit, un software di bioinformatica che identifica rapidamente i microbi da enormi quantità di dati sulla sequenza del DNA.

Sebbene questo studio abbia utilizzato campioni restituiti dallo spazio, La NASA ha la capacità di identificare i microbi in tempo reale a bordo della stazione spaziale e sta pianificando il monitoraggio microbico in tempo reale anche sui futuri veicoli spaziali.

Questo studio si basa sul progetto Microbial Tracking-1, in cui la diversità microbica dalle superfici della stazione spaziale e dai campioni di aria era caratterizzata dalla microbiologia convenzionale ma non correlata con il microbioma degli astronauti. Lo studio MT-2 ha ampliato questo studio raccogliendo campioni di astronauti paralleli, insieme a campioni delle stesse identiche superfici studiate da MT-1.

"Abbiamo scoperto in questo studio che le popolazioni microbiche delle superfici della stazione spaziale assomigliano a quelle della pelle dell'equipaggio. Ciò potrebbe aiutare nella progettazione di misure preventive per ridurre al minimo il rischio contro i microrganismi potenzialmente problematici a bordo dei veicoli spaziali destinati a viaggi spaziali a lungo termine, " disse Kasthuri Venkateswaran, un microbiologo del JPL della NASA e uno dei coautori dell'articolo.

I ricercatori vogliono in particolare capire quali cambiamenti avvengono nelle comunità microbiche della stazione spaziale durante il volo spaziale.

"Il nostro scopo principale è comprendere le comunità microbiche nella stazione spaziale, in modo da poter utilizzare tali informazioni per progettare diagnosi e contromisure per garantire la salute dell'equipaggio, in particolare per lunghi voli spaziali, come la luna e Marte, " ha detto Jaing.

Il collega di Jaing e PLOS UNO coautore della carta, Il microbiologo della NASA Ames David Smith, concordato, aggiungendo che gli esseri umani trasportano microrganismi ovunque viaggiano, compreso lo spazio.

"Le misurazioni a lungo termine di questo studio forniranno informazioni su quali microbi associati ai veicoli spaziali aspettarsi in una missione umana di lunga durata, " ha detto Smith.

Sono necessari ulteriori studi sull'impatto dei microbi sugli esseri umani in ambienti chiusi, i ricercatori hanno detto, come "il benefico, i percorsi benigni o dannosi associati alle interazioni microbo-ospite rimangono poco compresi sia sulla Terra che nello spazio".

La salute degli astronauti è protetta attraverso il monitoraggio di routine dei microbi sulla stazione spaziale, insieme a una buona alimentazione e a un esercizio appropriato, così come buoni processi di risanamento personale e della stazione spaziale.

"Le persone con un tratto respiratorio senza compromessi e un sistema immunitario sano di solito possono combattere i microbi potenzialmente dannosi che risiedono all'interno di habitat costruiti. Tuttavia, il volo spaziale umano introduce nuovi rischi che devono essere considerati perché gli astronauti possono diventare più suscettibili alle infezioni durante le lunghe missioni di volo spaziale, " hanno scritto gli scienziati.

Nella loro carta, i ricercatori osservano che la stazione spaziale, un'"isola" nello spazio, offre "un luogo ineguagliabile" per lo studio delle dinamiche interattive tra esseri umani e microrganismi all'interno di habitat chiusi.

Oltre a Jaing, Venkateswaran e Smith, altri membri del team sono i biologi Nick Be e James Thissen e lo scienziato informatico Aram Avila Herrera, tutto LLNL; la microbiologa Camilla Urbaniak della NASA-JPL; il biologo spaziale Fathi Karouia di Blue Marble Space presso la NASA Ames; e il virologo Satish Mehta di Wyle Laboratories Inc. presso il Johnson Space Center della NASA.

Il documento è il primo di numerosi studi che verranno pubblicati con nuove informazioni dal team di ricerca che potrebbero aiutare a proteggere non solo gli astronauti nelle missioni di esplorazione spaziale, ma anche le persone sulla Terra.