Studio:i microbiomi intestinali degli astronauti diventano più diversificati nello spazio piuttosto che meno

Tutti portiamo in giro il nostro microbioma, un mondo di microrganismi che vivono sulla nostra pelle e nel nostro corpo, svolgere ruoli importanti nel mantenimento della salute mentre interagiamo con il resto del mondo.

Ovunque andiamo, il nostro microbioma interagisce con i microbiomi dei nuovi ambienti e delle persone che incontriamo (vedi Microbiologia 101:Dove vanno le persone, I microbi seguono).

I ricercatori volevano determinare in che modo le condizioni uniche sperimentate durante i viaggi spaziali di lunga durata influenzano i microbiomi degli astronauti.

Un articolo di giugno 2019 su Scientific Reports discute i risultati di Microbiome, uno studio pluriennale sui microrganismi che vivono su e nei singoli astronauti con soggiorni di lunga durata sulla Stazione Spaziale Internazionale.

L'indagine ha esaminato l'interazione del microbioma umano con il microbioma ambientale della stazione spaziale. Le aree del microbioma umano studiate includevano l'intestino, i passaggi nasali, la lingua e la pelle della fronte e dell'avambraccio.

Sono stati studiati anche campioni di saliva e di sangue, insieme a campioni prelevati da diverse posizioni all'interno della stazione.

"Dato che la stazione è un ambiente molto pulito, ci aspettavamo una riduzione della diversità intestinale nello spazio rispetto al pre-volo o al post-volo perché gli astronauti sono meno esposti ai batteri ambientali. Mentre il cibo che mangiano non è sterile, ha una carica batterica molto bassa, " disse Hernan Lorenzi, dottorato di ricerca, ricercatore principale dello studio e ricercatore del Dipartimento di Malattie Infettive, J. Craig Venter Institute di Rockville, Maryland.

Sorprendentemente, i microbiomi intestinali della maggior parte degli astronauti sono diventati più diversi nello spazio piuttosto che meno, nonostante la limitata esposizione a nuovi batteri. Questo risultato è importante perché una maggiore diversità è generalmente migliore per la salute generale.

"Di solito quando qualcuno ha una malattia come la malattia infiammatoria intestinale, vedresti una riduzione della diversità nel microbioma intestinale. L'aumento della diversità di solito indica una maggiore resistenza alle malattie, "disse Lorenzi.

I ricercatori teorizzano che la maggiore diversità nel microbioma intestinale possa derivare dall'ampia varietà di alimenti disponibili sulla stazione. Gli scienziati dell'alimentazione della NASA lavorano a stretto contatto con gli astronauti per concentrarsi sull'equilibrio alimentare, fornendo più di 200 opzioni di cibi e bevande per garantire ai membri dell'equipaggio l'opportunità di consumare cibi diversi, forse anche più di quanto molti individui mangiano tipicamente sulla Terra.

A differenza dell'intestino, i microbiomi cutanei degli astronauti hanno mostrato risultati contrastanti, con la diversità della pelle in aumento per alcuni astronauti e in diminuzione per altri. Il risultato coerente è stata una riduzione di un microbo specifico.

"Abbiamo identificato i cambiamenti nel microbioma cutaneo molto presto durante la missione, e il cambiamento che abbiamo osservato, indipendente da altri cambiamenti nella diversità, è stata una riduzione significativa di un tipo di batteri chiamato proteobatteri, — disse Lorenzi. — Più precisamente, due sottotipi di proteobatteri, chiamati beta e gamma proteobatteri".

Precedenti ricerche hanno dimostrato che avere questi tipi di batteri sulla pelle corrisponde a una protezione dalle reazioni cutanee ipersensibili, come eruzioni cutanee. Nello spazio, questi microbi protettivi si esauriscono rapidamente sulla pelle degli astronauti, che potrebbe essere correlato alla maggiore probabilità di eruzioni cutanee ed episodi di ipersensibilità sperimentati dagli astronauti.

Capire di più sul perché si verifica questo cambiamento chiarirebbe i possibili approcci alla prevenzione o al trattamento. Una possibilità ha a che fare con la normale fonte di questi tipi di microbi.

"Questo tipo di proteobatteri si trova in quantità molto elevate nel suolo. Poiché la stazione spaziale è un ambiente non verde che rimane molto pulito, è possibile che la riduzione del contatto con i batteri ambientali della Terra riduca questi microbi sulla pelle, "disse Lorenzi.

Una seconda possibile spiegazione riguarda la struttura mutevole della pelle stessa. I proteobatteri tendono a rimanere più vicini alla superficie, quindi se la pelle degli astronauti cambia più rapidamente, i proteobatteri potrebbero essere rimossi.

Lorenzi ha raccomandato studi successivi per identificare e testare potenziali trattamenti per migliorare la salute della pelle degli astronauti come una crema topica con probiotici.

Globale, i ricercatori hanno identificato che il microbioma della stazione stessa rifletteva il microbioma della pelle umana e viceversa.

Molti altri rapporti hanno scoperto che il microbioma ambientale della stazione spaziale sembra molto simile al microbioma della pelle umana. La cosa interessante nel nostro studio era che la composizione del microbioma della stazione cambiava continuamente.

Il microbioma della stazione tendeva ad assomigliare alla composizione del microbioma cutaneo degli astronauti che vivevano nello spazio in quel particolare momento. La pelle degli astronauti inizia a influenzare il microbioma della stazione, anche se la stazione colpisce la pelle degli astronauti."

Hernan Lorenzi, dottorato di ricerca, Ricercatore e ricercatore principale dello studio, Dipartimento di Malattie Infettive, J. Craig Venter Institute di Rockville, Maryland

I risultati dell'indagine sul microbioma sono ulteriormente confermati dal lavoro svolto sulla ricerca Microbial Tracking-2. I risultati di quello studio sono apparsi il 29 aprile 2020, nella rivista PLOS One e sono descritti in un articolo correlato.

Continuare a conoscere come le comunità di microbi interagiscono nello spazio aiuta i ricercatori a saperne di più su come mantenere sani gli astronauti e prepararsi per eventuali missioni di lunga durata sulla Luna e su Marte.

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