Experimenty na Medzinárodnej vesmírnej stanici (ISS) priniesli prelomové zistenia, ktoré môžu ľudstvu pomôcť v boji proti jednej z najväčších hrozieb súčasnej medicín, a to antibiotickej rezistencii. Výskum, na ktorý upozornil denník Pravda, potvrdil, že unikátne podmienky mikrogravitácie fungujú ako urýchľovač evolúcie.
Vedci zistili, že bakteriofágy typu T7, čo sú vírusy špecializované na zabíjanie baktérií, sa vo vesmíre vyvíjali úplne inak ako na Zemi. Výsledkom tohto pobytu na obežnej dráhe boli mutácie, ktoré z týchto vírusov urobili oveľa efektívnejších lovcov, schopných zničiť aj tie bakteriálne kmene, ktoré sú voči bežnej liečbe odolné.
Keď gravitácia nefunguje, nastupuje evolúcia
Kľúčom k tomuto objavu je absencia javu, ktorý na Zemi považujeme za samozrejmosť, a to prúdenia tekutín spôsobeného gravitáciou. V podmienkach mikrogravitácie tento prirodzený pohyb, nazývaný konvekcia, neexistuje.
Kým na Zemi sa baktérie a vírusy v roztoku neustále premiešavajú a narážajú do seba, vo vesmíre panuje „stojatá voda“. Interakcia medzi lovcom (vírusom) a korisťou (baktériou) sa tak obmedzuje len na pomalý a náhodný pohyb častíc.
Práve toto spomalenie vytvorilo extrémny evolučný tlak. Aby bakteriofágy prežili a dokázali sa rozmnožiť, museli sa adaptovať na podmienky, kde je kontakt s hostiteľom zriedkavý. Evolúcia ich donútila vyvinúť si oveľa presnejšie a účinnejšie mechanizmy na vyhľadanie a naviazanie sa na bakteriálne bunky.
Na druhej strane barikády nezaháľali ani baktérie, ktoré reagovali zmenami v metabolizme a posilnením svojich obranných valov, čo paradoxne ešte viac stimulovalo vírusy k zdokonaľovaniu svojich útočných zbraní.
Mutácie, ktoré zachraňujú životy
Po návrate vzoriek na Zem vedci podrobili „vesmírne“ vírusy prísnym testom. Genetická analýza ukázala, že zmeny sa udiali najmä v génoch zodpovedných za prichytenie sa na povrch baktérie. Keď tieto vylepšené bakteriofágy vypustili na klinicky významné kmene baktérie E. coli, ktoré spôsobujú ťažké infekcie močových ciest, výsledky boli ohromujúce. Mutované vírusy dokázali likvidovať infekciu oveľa efektívnejšie a vytvárali rozsiahlejšie zóny mŕtvych baktérií než ich pozemskí príbuzní.
Tento objav otvára dvere k novým formám terapie. Hoci posielať lieky na vývoj do vesmíru je finančne náročné, vedci teraz vedia, čo hľadať. Plánujú simulovať podmienky mikrogravitácie v pozemských laboratóriách, aby umelo vyvolali podobný evolučný tlak a „vytrénovali“ vírusy proti konkrétnym superbaktériám.
Zistenia majú navyše strategický význam pre budúce misie na Mesiac či Mars, kde si budú musieť astronauti poradiť s infekciami sami, ďaleko od pozemských nemocníc.
Potenciál pre “zemské” nemocnice
Samotná aplikácia týchto poznatkov do bežnej medicíny na Zemi je oveľa reálnejšia, než by sa mohlo zdať, pričom určite nestojí na potrebe posielať každú tabletku na obežnú dráhu.
Kľúčom k úspechu totiž nie je samotný pobyt vírusu vo vesmíre, ale genetická informácia, ktorú si odtiaľ priniesol. Vedci vďaka experimentom na ISS presne identifikovali, ktoré konkrétne gény zmutovali a akým spôsobom sa zmenila štruktúra vírusu, aby sa stal efektívnejším zabijakom.
Tieto „vesmírne vylepšenia“ teraz dokážu v pozemských laboratóriách napodobniť pomocou metód genetického inžinierstva (napríklad technológiou CRISPR). V praxi to znamená, že vezmú bežný pozemský bakteriofág a umelo do neho vložia „zbrane“, ktoré si jeho príbuzný vyvinul v stave bez tiaže.
Druhým smerom, ktorým sa výskum uberá, je prenesenie vesmírnych podmienok na Zem. Vedci už dnes využívajú špeciálne zariadenia, takzvané bioreaktory s rotujúcimi stenami, ktoré dokážu simulovať stav mikrogravitácie. Tým, že sa kultúry baktérií a vírusov neustále točia, zabraňuje sa ich usadzovaniu, čím sa vytvára prostredie veľmi podobné tomu na vesmírnej stanici. Týmto spôsobom by sa mohli „trénovať“ a šľachtiť super-vírusy priamo vo farmaceutických firmách za zlomok ceny vesmírneho letu.
Pre pacientov trpiacich chronickými infekciami, na ktoré už nezaberajú žiadne antibiotiká, predstavuje tento výskum obrovskú nádej. Fágová terapia obohatená o poznatky z vesmíru by mohla byť v budúcnosti štandardným riešením napríklad pre komplikované zápaly močových ciest, infekcie popálenín či pooperačné komplikácie spôsobené superodolnými baktériami.
