Překvapivý objev: Mikrobi z naší Země se na Marsu mění a mohou oklamat imunitu astronautů

Pochopení toho, jak mikrobiální společníci člověka přežívají v drsném prostředí vesmíru, je klíčové pro zajištění zdraví a bezpečnosti budoucích astronautů.

Pochopení toho, jak mikrobiální společníci člověka přežívají v drsném prostředí vesmíru, je klíčové pro zajištění zdraví a bezpečnosti budoucích astronautů. Nová doktorská práce Tommasa Zaccarii z Radboudovy univerzity ukazuje, jak dobře jsou pozemské patogeny přizpůsobeny některým z těchto náročných podmínek.

Zaccaria ve své práci podrobil čtyři známé pozemské patogeny (včetně původce zápalu plic) simulovaným marťanským podmínkám. Ty zahrnovaly extrémně nízký tlak, vysychání, vysoké UV záření a expozici solankám s vysokou koncentrací chloristanů. Zatímco jednotlivé podmínky dokázaly některé kmeny přežít poměrně dlouho (například až 16 dní vysychání), kombinace těchto faktorů na Marsu je pro bakterie mnohem nebezpečnější – jejich přežití se v takovém případě zkrátilo na pouhý jeden den. Zajímavým zjištěním je, že marťanský regolity (půda) může paradoxně pomoci přežití bakterií tím, že jeho členité povrchy nabízejí úkryt pro vodu a ochranu před UV zářením. Regolit však zároveň obsahuje toxické chloristany, což z dlouhodobého hlediska představuje kompromis.

Kritickým aspektem je, že fyzické změny, kterými některé bakterie prošly, aby se přizpůsobily drsnému prostředí, je učinily téměř neviditelnými pro lidský imunitní systém. V některých případech se zmenšily a při jejich kontaktu s lidskými imunitními buňkami (PMBCs) tyto buňky produkovaly méně cytokinů a reaktivních forem kyslíku, což jsou zbraně, které používají k ničení vetřelců. To naznačuje, že bakterie schopné přežít na marťanském povrchu by mohly být pro astronauty potenciálně nebezpečnější právě kvůli fyziologickým změnám, kterými tam procházejí.

Druhá část práce se zaměřila na poškození, které může regolity – a měsíční prach – způsobit samotným astronautům. Zaccaria vystavil lidské epiteliální buňky (ty, které lemují dýchací cesty) a živé myši simulantu měsíčního moře a marťanského globálního simulantu. Vdechování tohoto prachu bylo pro buňky i myši významnou zátěží. Zatímco astronauti Apolla si stěžovali na „měsíční sennou rýmu“, Zaccaria podrobně popsal specifické reakce těchto buněk: lokální zánět tkání, neutrofilii (zvýšenou aktivitu bílých krvinek v důsledku poškozené tkáně) a zvýšenou aktivitu genů kontrolujících produkci hlenu a plicní fibrózu – obojí jsou prekurzory chronických respiračních onemocnění. Zvláště škodlivější byl simulátor měsíčního prachu než marťanský simulátor s chloristany.

Třetí část práce se věnovala ověřování protokolů planetární ochrany, které používáme při vysílání robotických sond na jiné světy. Zaccaria vyhodnotil extrémy, které mohou eukaryota přežít na cestě k měsíci Jupiteru nebo Saturnu. Zjistil, že kvasinky mají jedny z nejvyšších míry přežití ze všech mikrobů. Po provedení transkriptomické analýzy důvodů si uvědomil, že některé mikroby, jako například R. frigidalcoholis, záměrně zastavují svůj vlastní růstový cyklus, aby se zaměřily na opravu DNA. Současné protokoly planetární ochrany testují environmentální podmínky sériově, nikoli paralelně, což nemusí přesně odrážet skutečné podmínky ve vesmíru. Je proto platný argument, že je potřeba zajistit, aby byly protokoly navrženy tak, aby zohledňovaly všechny možné mikroby (včetně kvasinek), které by mohly přežít stávající postupy.