Virusurile sunt mai puternice în mediul microgravitațional de pe Stația Spațială Internațională (studiu)
Virusurile sunt mai puternice în microgravitație, conform unui experiment derulat pe Stația Spațială Internațională (ISS) în condiții similare (cu excepția microgravitației) cu un experiment martor derulat la Universitatea Wisconsin-Madison (SUA), ale cărui rezultate au fost publicate recent în jurnalul PLOS Biology, transmite Live Science.
Stația Spațială Internațională (ISS) este un ecosistem închis, iar viața la bordul său, inclusiv cea microbiană sau bacteriană se comportă altfel decât pe Pământ.
În cadrul studiului au fost studiate virusuri care infectează bacteriile, denumite virusuri bacteriofage. Conform studiului, microgravitația poate întârzia infecțiile și poate remodela evoluția atât a virusurilor bacteriofage cât și a bacteriilor. De asemenea poate duce la identificarea unor noi combinații genetice care pot ajuta în lupta împotriva bacteriilor care provoacă anumite boli.
Studierea sistemelor bacteriofage în spațiu nu este doar o curiozitate pentru astrobiologie. 'Este o modalitate practică de a înțelege și anticipa modul în care se comportă ecosistemele microbiene în navele spațiale și de a explora noi soluții pentru terapia bacteriofagică și ingineria microbiomului acasă', a declarat pentru Space.com Dr. Phil Huss, profesor la Universitatea din Wisconsin-Madison și unul dintre autorii principali ai studiului.
Virusurile bacteriofage sunt cele mai abundente entități biologice de pe planetă, experții estimând că pe Pământ există aproximativ 10 la puterea 31 astfel de corpuri virale. Nu este surprinzător faptul că virusurile bacteriofage ('mâncătoare de bacterii'), se găsesc peste tot, modelând ecosistemele microbiene din oceane, soluri și chiar corpurile noastre. Dar locul unde bacteriofagele pot avea cel mai mare impact asupra omului este ca posibil tratament împotriva bacteriilor rezistente la antibiotice și a altor infecții bacteriene.
Aceste virusuri funcționează ca niște 'sisteme de livrare' minuscule învelite în proteine. Unele astfel de virusuri, cum ar fi T7, utilizat în acest studiu, infectează bacteriile prin atașarea la o anumită caracteristică de suprafață a celulei - adesea o moleculă încorporată în membranele exterioare ale celulei bacteriene - de unde își injectează apoi materialul său genetic în mediul intracelular. Odată ajuns în interior, acest material genetic deturnează mecanismul bacteriei pentru a face mai multe copii ale sale. În cele din urmă, celula bacteriană moare și eliberează un nou val de particule virale care pot infecta bacteriile din apropiere.
Acest proces specific de atac al virusurilor bacteriofage declanșează apoi o cursă evolutivă a înarmărilor între virusuri și bacterii, deoarece bacteriile pot dezvolta rezistență la aceste atacuri prin schimbarea sau ascunderea vulnerabilităților de pe membrana celulară.
În condițiile microgravitației, lucrurile devin și mai complicate.
Pentru a studia modul în care microgravitația afectează acest proces, cercetătorii au folosit un virus bacteriofag numit T7 și prada sa bacteriană, Escherichia coli, sau ceea ce este mai cunoscut sub numele de E. coli. Pentru a izola efectele microgravitației cât mai optim cu putință, echipa a pregătit două seturi identice de eprubete cu culturi de bacterii, neagitate și incubate la aceeași temperatură timp de una, două sau patru ore și o perioadă mai lungă de 23 de zile. Un set de eprubete a fost transportat pe ISS în 2020, în timp ce celălalt a rămas la sol.
'Experimentul a trebuit să funcționeze în limite stricte ale NASA: criofiolele sigilate au trebuit să treacă teste de biocompatibilitate și scurgeri, să reziste la cicluri multiple de îngheț-dezgheț și să demonstreze că sunt sigure pentru manipularea pe orbită', a explicat Huss. 'Dimensiunea eșantionului este mult mai mică decât cea cu care suntem obișnuiți la sol, iar proiectarea unui experiment în jurul acestui aspect a fost o provocare!', a adăugat el.
Echipa a variat, de asemenea, raporturile inițiale de virus bacteriofag la E. coli, cu unele dintre probe conținând o încărcătură virală mai numeroasă decât altele.
Deoarece cele două experimente nu au putut funcționa perfect în paralel, echipa a înregistrat timpii exacți de incubare pe ISS și apoi i-a comparat pe Pământ ulterior, o soluție comună pentru multe experimente biologice de pe ISS.
În condiții tipice de laborator de pe Pământ, virusurile bacteriofage T7 pot infecta și ucide celulele E. coli în mai puțin de o oră. Dar în sistemul complet sigilat și configurația fără agitare, care a imitat condițiile de microgravitație, sistemul s-a mișcat în general mai lent.
Pe Pământ, grupul de control a prezentat o creștere a infecțiilor virale pe bacterii între două și patru ore, dar în microgravitație, creșterea nu a apărut în niciuna dintre perioadele de incubație mai scurte, sugerând că procesul de infectare virală a bacteriilor a încetinit. Cu toate acestea, flacoanele cu timpi de incubație mai lungi au spus o poveste diferită, deoarece după 23 de zile pe orbită, procesul de infectare a avut succes, cu mai puține E. coli găsite în flacoane.
'Emitem ipoteza că amestecarea redusă a fluidelor în microgravitație, deoarece nu există convecție determinată de gravitație, scade rata de întâlnire dintre virusurile bacteriofage și bacterii și că stresul indus de microgravitație asupra gazdei poate altera expresia receptorilor sau procesele intracelulare, încetinind și mai mult infecția productivă', a adăugat Huss.
Cu alte cuvinte, în microgravitație, virusurile și bacteriile nu se întâlnesc la fel de des și bacteriile ar fi putut evolua pentru a fi mai rezistente la atacurile virale, astfel încât întregul ciclu începe mai târziu decât pe Pământ.
După 23 de zile, echipa a analizat structura genetică a virusurilor și a observat mutații specifice microgravitației în genomul lor, în special în genele legate de structură și interacțiunea cu bacteria gazdă. Aceste mutații au schimbat modul în care virusul infectează bacteria.
'Pentru mine, una dintre cele mai izbitoare descoperiri a fost nu doar faptul că mutațiile au apărut în genomul virusului, ci și faptul că microgravitația a împins evoluția în direcții pe care încă nu le înțelegem pe deplin', a spus Huss.
Pe baza descoperirilor lor, microgravitația ar putea nu doar să schimbe cât de repede se produce infecția, ci și care dintre genele unui virus contează cel mai mult atunci când vine vorba de infectarea cu succes a unei gazde bacteriene.
'Abia începem să zgâriem la suprafață', a declarat pentru Space.com Dr. Srivatsan Raman de la Universitatea din Wisconsin-Madison, un alt autor principal al studiului. 'Trebuie doar să facem mai multe experimente cu condiții mai complexe', a adăugat el.
Virusurile nu au fost singurele care s-au modificat, bacteriile au evoluat la rândul lor. E. coli expusă virusului a acumulat mult mai multe mutații decât bacteriile fără amenințări din partea acestuia, în concordanță cu presiunea de selecție care împinge această cursă colectivă a înarmării.
Unele dintre cele mai notabile schimbări au afectat genele legate de membranele exterioare, modificând potențial atașamentul particulelor virale și ajutând în același timp bacteriile să supraviețuiască stresului.
'Microgravitația nu doar încetinește lucrurile, ci remodelează calitativ coevoluția virus-gazdă, de la dinamica infecției la genele și mutațiile specifice care contează', a remarcat Huss.
Folosind o tehnică numită scanare mutațională profundă, echipa a scanat peste 1.600 de variante de mutații în genomul viral, descoperind că mutațiile 'câștigătoare' în microgravitație diferă puternic de cele de pe Pământ.
Cercetătorii au folosit aceste mutații pentru a crea virusuri modificate pe care le-au testat pe E. coli uropatogenă - tulpini de E. coli asociate cu infecții ale tractului urinar - care au fost mai rezistente la atacurile virusului T7. Rezultatele au arătat că aceste virusuri modificate pot ucide bacteriile rezistente.
'Ceea ce am descoperit în studiu a fost că virusurile mutante care au fost îmbogățite în microgravitație ar putea trata bacteriile uropate și le-ar putea ucide. Acest lucru ne spune că există ceva legat de condiția de microgravitație care o face relevantă pentru tratarea agenților patogeni de pe Pământ', a spus Raman.
Descoperirea are implicații majore pentru posibile tratamente ale bolilor bacteriene aici, pe Pământ, de la intoxicația cu salmonella la pneumonie și sepsis. Însă efectuarea testelor suplimentare necesare pentru a ajunge acolo ar putea fi dificilă.
În plus, aceste rezultate sugerează că microbii spațiali nu vor stagna evolutiv, ci se vor adapta și vor evolua în moduri specifice microgravitației și diferite față de mediul terestru.
Pentru medicină rezultatele acestui studiu sunt promițătoare pentru că microgravitația ar putea ajuta oamenii de știință să dezvolte virusuri bacteriofage care pot ucide bacterii care au dezvoltat rezistență la alte tipuri de tratamente.AGERPRES/(AS - editor: Codruț Bălu, editor online: Simona Aruştei)
Conținutul website-ului www.agerpres.ro este destinat exclusiv informării publice. Toate informaţiile publicate pe acest site de către AGERPRES sunt protejate de dispoziţiile legale incidente. Sunt interzise copierea, reproducerea, recompilarea, modificarea, precum şi orice modalitate de exploatare a conţinutului acestui website. Informaţiile transmise pe www.agerpres.ro pot fi preluate, în conformitate cu legislaţia aplicabilă, în limita a 500 de semne. Detalii în secţiunea Condiţii de utilizare. Dacă sunteţi interesaţi de preluarea ştirilor AGERPRES, vă rugăm să contactaţi Direcţia Marketing - marketing@agerpres.ro.
Alte știri din categorie
Aproape toate marile orașe din Italia, vizate de un cod roșu de caniculă
Aproape toate cele 27 de mari orașe din Italia monitorizate de Ministerul Sănătății, cu excepția a două dintre ele - Messina și Reggio Calabria -, erau vizate luni de o alerta de grad maxim, cod roșu, pe fondul celui de-al patrulea val de caniculă care s-a abătut asupra Italiei anul acesta, informează agenția ANSA. Căldura intensă, cu temperat
14 decese, mii de persoane strămutate în sudul Indiei din cauza ploilor torențiale și a inundațiilor
Ploile torențiale și inundațiile care s-au dezlănțuit asupra unor regiuni din sudul Indiei în timpul weekendului au provocat moartea a cel puțin 11 persoane și au forțat mii de oameni să-și părăsească locuințele în statul Kerala, declanșând o alunecare de teren care a ucis cel puțin trei persoane în statul vecin Karnataka, au precizat autoritățile și
Val de caniculă în Peninsula Coreeană; autoritățile extind măsurile de urgență
Valul de caniculă fără precedent care a cuprins Peninsula Coreeană a adus temperaturi-record atât în Coreea de Sud, cât și în Coreea de Nord, autoritățile fiind nevoite să extindă măsurile de urgență, iar rezidenții să se adăpostească în spații răcoroase, pe plaje sau în parcuri acvatice, informează luni Reuters. Potrivit pr
Un seism cu magnitudinea 5,6 s-a produs în Egipt; nu au fost raportate pagube
Un seism cu magnitudinea 5,6 s-a produs luni, puțin după ora 3:00 (00:00 GMT), la 38 de kilometri nord de orașul egiptean Suez, a anunțat Institutul Național de Cercetare în Astronomie și Astrofizică, potrivit Reuters. Potrivit Institutului, nu au fost raportate victime sau pagube materiale. Semiluna Roșie egipteană a anunțat că a activat
Aproape toate marile orașe din Italia vor fi plasate luni sub un cod roșu de căldură
Aproape toate marile orașe italiene, din nordul și până în sudul Peninsulei Italice, au fost plasate sub incidența unui cod roșu pentru ziua de luni din cauza unui nou val de căldură care afectează Europa, potrivit celui mai recent buletin al Ministerului Sănătății din această țară, publicat sâmbătă, informează AFP. Dintr-un
BTA/ Rămășițele de mamut descoperite pe malul bulgar al Dunării sunt transportate la Muzeul de Istorie din Ruse
Specialiști de la Muzeul Regional de Istorie din Ruse au început recuperarea și transportarea aici a rămășițelor de mamut descoperite miercuri pe malul Dunării, în apropierea satului Riakovo, regiunea Ruse. Descoperirea a fost posibilă datorită nivelului scăzut al apei fluviului. După finalizarea lucrărilor pe teren, rămășițele vor fi conservate și examin
O sondă japoneză a efectuat cel mai apropiat survol al unui asteroid realizat vreodată, afirmă JAXA
O sondă japoneză a zburat la 400 de metri distanță de un asteroid din apropierea Pământului în această lună, marcând cel mai apropiat survol realizat vreodată în cadrul acestui tip de misiune, a anunțat agenția spațială niponă, informează vineri AFP. Sonda spațială Hayabusa2, de mărimea unui frigider, a zburat aproape de asteroidul Tori
Grecia se confruntă cu noi incendii; o suburbie a orașului Atena a fost evacuată
Noi incendii de vegetație s-au declanșat vineri în Grecia, o țară aflată în stare de alertă din cauza vânturilor violente, care au determinat autoritățile elene să evacueze o suburbie a orașului Atena, informează AFP. Într-un mesaj trimis pe telefoanele mobile, Protecția Civilă a solicitat spre sfârșitul acestei după-amiezi evacua
Mineritul amenință peste 12.000 de specii la nivel mondial (studiu)
Oamenii de știință au descoperit că mineritul amenință peste 12.000 de specii la nivel mondial, inclusiv aproape 6.000 de specii care sunt deja clasificate ca fiind 'amenințate cu dispariția', informează Xinhua. Cercetători din Australia și Regatul Unit au combinat hărți globale ale activităților de minerit cu date despre speciile amenințate pentru a e
Seceta paralizează rutele fluviale de pe Dunăre și reduce producția de energie
Debitul Dunării, fluviul care traversează zece țări europene din Germania până la Marea Neagră, a scăzut la minime istorice din cauza unei secete care a scos la iveală rămășițe de mamuți și epave din al Doilea Război Mondial, a împiedicat navigația pe unele secțiuni și a forțat reducerea sau oprirea centralelor nucleare, relatează vineri EFE. Lipsa
Caniculă în Europa Centrală/Sunt așteptate valori de până la 41 de grade Celsius; alerte de incendii și temeri legate de apă
Un nou val de caniculă s-a abătut asupra Europei Centrale, unde temperaturile ar putea ajunge la 41 de grade Celsius în următoarele zile, autoritățile sporind măsurile de urgență în fața riscului de incendii și a presiunii tot mai mare asupra rețelelor de apă și energie, informează AFP. În Ungaria, serviciul meteorologic HungaroMet a prognoza
Schimbările climatice au sporit probabilitatea condițiilor meteo favorabile incendiilor în Spania și Franța, spun oamenii de știință
Schimbările climatice cauzate de activitatea umană au dublat probabilitatea condițiilor meteo extreme favorabile incendiilor de vegetație din sud-vestul Franței și au crescut de 20 de ori probabilitatea condițiilor care au cauzat incendiile de vegetație din centrul Spaniei, au afirmat oamenii de știință vineri. Incendiile de vegetație în desfășurare în Sp
Secetă în Italia / Bazinul fluviului Pad, vizat de o alertă de nivel maxim
Autoritățile italiene au instituit joi un nivelul de alertă pentru secetă ''ridicat'' în bazinul Pad, principalul fluviu din țară, în contextul agravării situației și a previziunilor meteorologice devaforabile, informează AFP. Peste 100 de comune din Piemont și Lombardia, regiuni din nordul peninsulei, se confruntau
VIDEO Alunecare de teren în China: Bilanțul a crescut la 51 de morți și 10 dispăruți
Bilanțul alunecării de teren care s-a produs pe 17 iulie în sud-vestul Chinei a crescut la 51 de morți și 10 dispăruți, au anunțat joi autoritățile chineze, informează AFP. Alunecarea de teren, petrecută în districtul Pengshui, la Chongqing, a distrus mai multe clădiri rezidențiale situate la poalele unui munte și de-a lungul malur
George și Amal Clooney au părăsit reședința lor de lux din Franța din cauza incendiilor de vegetație
Actorul hollywoodian George Clooney și soția sa britanică Amal, o cunoscută avocată internațională specializată în drepturile omului, au evacuat reședința lor de lux din Brignoles ca urmare a incendiilor de vegetație care fac ravagii în acea regiune din sudul Franței, a declarat joi agentul de presă al starului american, informează Reuters. Agentul














