Žijeme v 21. století. Kosmické agentury jako NASA a ESA nebo Roskosmos plánují objevovat vesmíru za hranicemi Země a Měsíce. Mezi plány patří i mise na Mars.

Při takových letech s živými astronauty je zásadní udržet zdraví posádky zavřené po dlouhou dobu v těsných a nepřirozených prostorách kosmických lodí.

Data z vesmíru

Výzkumy ukazují, že lidský imunitní systém je pobytem ve vesmíru oslabován. Astronauti mají snížené počty imunitních buněk lymfocytů a méně aktivní vrozenou i adaptivní složku imunitního systému.

Všechno je ještě složitější, protože lidské zdraví je mnoha způsoby spojeno s lidským mikrobiomem. Lidské symbiotické mikroorganismy jsou stejně jako my ovlivněny prostředím, ve kterém žijeme.

zdroj: YouTube

Nasnadě jsou otázky: Jak přesně může být lidský mikrobiom ovlivněn interakcí s ostatními mikroorganismy, které možná mutují a přizpůsobují se specifickým podmínkám kosmických lodí? Je možné, že by kolonizaci Marsu mohl zabránit nový kosmický mor?

Část výzkumů této problematiky probíhá v laboratořích na Zemi, které se snaží napodobovat podmínky ve vesmíru. Mnohem praktičtější je použít data přímo z vesmíru. V současnosti má podmínky nejpodobnější kosmické lodi letící k Marsu mezinárodní kosmická stanice ISS.

Nedávno byly publikovány výsledky projektu Evropské kosmické agentury ESA o mikrobiálním osídlení ISS. Tato studie nebyla první, ale používá kombinaci nejmodernějších metod.

Kosmonauti odebírali podle instrukcí vzorky z různých míst stanice v různých časech. Tyto vzorky byly jednak použity pro izolaci mikrobiální (bakteriální a houbové) DNA a analýzu i také pro kultivaci bakterií.

Obě metody byly použity pro popis mikrobiální diverzity mezi vzorkovanými místy v čase a pro porovnání s kontrolními vzorky ze Země a vyhodnocení původu mikrobů.

Fluorescenční grafika zachycující biofilm, který se tvoří na pevném podkladu. Jeho růst by mohl vést až k rozkladu vesmírné lodi | zdroj: Profimedia

Druhým cílem bylo vyhodnocení funkční kapacity mikroorganismů. Třetím vyhodnocení tolerance extrémních podmínek a rezistence na antibiotika. Za čtvrté se posuzovala interakce mikroorganismů s povrchy stanice.

Dá se shrnout, že mikroorganismy přežívající na ISS nejsou hrozbou pro lidské zdraví.  Starší výsledky naznačující, že se v podmínkách stanice zvyšuje virulence a rezistence mikrobů na antibiotika nebyly potvrzeny. Odolnost vůči antibiotikům antibiotika je stejná jako u příbuzných druhů na Zemi. A výrazně se nelišilo ani přežívání extrémních podmínek jako je vysoká nebo nízká teplota.

Lišily se tedy kosmické bakterie a houby od svých pozemských příbuzných?

Ano, lišily. Měly aktivnější geny pro přichycování na různých površích (adheze) a pro přežívání v podmínkách s malým množstvím živin (geny pro tvorbu spor a zpomalení metabolismu).

Nejbohatší mikrobiální osídlení měl nepříliš překvapivě záchod. Druhé místo získala hlavní jednotka klimatizace, přes jejíž filtry prochází všechen vzduch ze stanice.

Srovnání vzorků z různých míst stanice umožnilo vytvořit prostorovou mapu mikrobiální diverzity. S výjimkou záchodu měly nejvyšší mikrobiální diverzitu spací kóje.

Moduly, kde kosmonauti tráví nejvíce času, si byly nejpodobnější. O něco méně podobné si byly rušné koridory, kterými musí všichni procházet.

Plíseň v kosmu

Při porovnání vzorků z ISS s dalšími velkými projekty, které vyhodnocovaly mikrobiální osídlení různých vnitřních prostor, se ukázalo, že mikrobiota kosmické stanice je nejpodobnější mikrobiotě koupelnové kliky.

Zdá se tedy, že vývoje nových nemocí se při kosmických letech bát nemusíme. Nemoci ale nejsou ten jediný způsob, jak mohou mikroorganismy zkomplikovat přežívání ve vesmíru. Vypovídají o tom pozorování ze staré sovětské stanice Mir.

Na Miru způsobilo několik druhů běžných plísní poškození okna přistávacího modulu a také zkraty v důsledku plesnivnění některých prvků elektrické instalace.

Stejné riziko představují i mikroby z ISS. Některé z těchto mikrobů se umí přichycovat a tvořit biofilmy například na hliníkových panelech, ale i dalších materiálech. Pokud se pak na takovém místě vyskytne vlhkost, mohou mnohé mikroorganismy produkovat kyseliny a materiály tak poškozovat.

Vše ukazuje na to, že skutečnou hrozbou není onemocnění kosmonautů, ale mikrobiální rozklad kosmické lodi.

Mora M, Wink L, Kögler I, et al. Space station conditions are selective but do not alter microbial characteristics relevant to human health. Nature Communications 2019; 10: 3990.

https://www.nature.com/articles/s41467-019-11682-z