Prvi put je znanstveno potvrđeno da mikroorganizmi ključni za ljudsko zdravlje mogu preživjeti ekstremne uvjete lansiranja u svemir i povratka na Zemlju bez ikakvih oštećenja. Rezultati međunarodnog istraživanja, objavljeni u časopisu npj Microgravity, donose važne spoznaje za buduće misije s posadom na Mars.
Dok svemirske agencije diljem svijeta razvijaju planove za putovanje ljudi na Crveni planet u sljedećim desetljećima, pitanje održavanja života izvan Zemlje ostaje ključno. Za dugotrajne misije s posadom bit će presudno da korisne bakterije, važne za ljudsko zdravlje, izdrže ekstremne uvjete lansiranja, bestežinskog stanja i povratka na Zemlju. Novo istraživanje koje je predvodio tim sa Sveučilišta RMIT u Melbourneu pokazalo je da spore bakterije Bacillus subtilis upravo to mogu, izdržati sve faze svemirskog leta bez ikakvih vidljivih posljedica.
Mikrobi koji čuvaju zdravlje
Spore B. subtilis lansirane su suborbitalnom raketom na visinu veću od 260 kilometara, u misiji osmišljenoj kako bi se provjerilo njihovo ponašanje u stvarnim svemirskim uvjetima izvan laboratorija. Nakon što se raketa vratila na Zemlju, uzorci su analizirani u laboratoriju i nisu pokazali nikakve promjene u strukturi ni sposobnosti rasta.
“Naše istraživanje pokazalo je da jedna od najvažnijih bakterija za ljudsko zdravlje može preživjeti brze promjene gravitacije, snažna ubrzanja i nagla usporavanja”, izjavila je profesorica Elena Ivanova sa Sveučilišta RMIT, suautorica rada. “To proširuje naše razumijevanje učinaka dugotrajnog boravka u svemiru na mikroorganizme koji žive u ljudskom tijelu i pomažu nam da ostanemo zdravi.”
Ivanova je naglasila da bi ovi rezultati mogli pridonijeti razvoju učinkovitijih sustava za održavanje života tijekom višegodišnjih misija. “Sada znamo da mikrobi koji nas čuvaju mogu preživjeti i najzahtjevnije uvjete svemirskog putovanja. To znači da možemo dizajnirati sigurnije i održivije sustave za buduće misije”, dodala je.
Osim u medicinskom smislu, spoznaje o ponašanju mikroorganizama u mikrogravitaciji važne su i za farmaceutska istraživanja. U uvjetima gotovo potpunog bestežinskog stanja moguće je promatrati biološke procese na način koji se na Zemlji ne može reproducirati, što otvara nove mogućnosti za razvoj lijekova i terapija.
Test na granici svemira
Raketa je tijekom drugog stupnja leta doživjela ubrzanje od čak 13 g, što odgovara trinaest puta većoj sili od one koju na Zemlji stvara gravitacija. Nakon dosezanja visine od oko 260 kilometara motor se ugasio, a letjelica je provela više od šest minuta u bestežinskom stanju.
Pri ponovnom ulasku u Zemljinu atmosferu, kapsula s uzorcima doživjela je ekstremna usporavanja, s opterećenjem do 30 g, dok se istodobno rotirala oko 220 puta u sekundi. Unatoč tim silama, spore su preživjele bez ikakvih oštećenja, zadržavši sposobnost rasta.
Docentica Gail Iles, stručnjakinja za svemirske znanosti s RMIT-a i suautorica rada, istaknula je da su ovakva istraživanja presudna za razumijevanje kako život reagira na svemirske uvjete. “Ovi rezultati pomažu nam da shvatimo kako mikroorganizmi preživljavaju u ekstremnim okolnostima, što je ključno za planiranje misija na Mars i dalje u Sunčev sustav”, rekla je Iles. “Ako znamo da korisne bakterije mogu izdržati visoka ubrzanja, bestežinsko stanje i nagla usporavanja, možemo učinkovitije planirati misije i zaštititi zdravlje astronauta.”
B. subtilis poznata je po svojoj otpornosti, ali potvrda njezina preživljavanja u stvarnim svemirskim uvjetima postavlja referentnu točku za buduća istraživanja osjetljivijih mikroorganizama. To bi moglo pomoći znanstvenicima da bolje razumiju granice biološke izdržljivosti i načine na koje život može opstati izvan Zemlje.
Šire značenje i moguće primjene
Znanstvenici ističu da rezultati ovog istraživanja imaju šire značenje od samog planiranja svemirskih misija. Spoznaje o granicama preživljavanja mikroba mogu pridonijeti razvoju biotehnologije na Zemlji, osobito u industrijama koje ispituju mogućnosti primjene mikroorganizama u ekstremnim uvjetima, poput dubokomorskih, pustinjskih ili polarnih područja.
“Potencijalne primjene ovih rezultata sežu mnogo dalje od svemirskih letova”, rekla je Ivanova. “One uključuju razvoj novih antibakterijskih tretmana i bolju borbu protiv otpornosti na antibiotike. Još smo daleko od konkretnih rješenja, ali sada imamo čvrstu osnovu za buduća istraživanja.”
Iles je dodala da razumijevanje otpornosti mikroorganizama doprinosi i astrobiologiji, području koje proučava mogućnost života na drugim planetima. “Mikroorganizmi igraju ključnu ulogu u održavanju ljudskog zdravlja i ekološke ravnoteže, stoga su sastavni dio svake dugotrajne svemirske misije. Dublje razumijevanje njihove izdržljivosti može pomoći u osmišljavanju učinkovitijih misija za otkrivanje života izvan Zemlje i prepoznavanje mikroba koji bi mogli opstati u okruženjima koja se danas čine negostoljubivima”, kazala je.
Suradnja industrije i znanosti
Istraživanje je provedeno u suradnji RMIT-a s australskom tvrtkom ResearchSat, specijaliziranom za biološke eksperimente u svemiru, i farmaceutskom kompanijom Numedico Technologies. Uzorci bakterija transportirani su iz Melbournea u Švedsku, gdje je lansiranje organizirala Švedska svemirska korporacija.
Za potrebe misije razvijen je poseban 3D-printani držač mikrocijevi, koji su dizajnirali stručnjaci iz ResearchSata i RMIT-a, a uzorci su analizirani u RMIT-ovu Centru za mikroskopiju i mikroanalizu. Taj laboratorij raspolaže najmodernijim elektronskim mikroskopima i opremom za površinsku analizu, što je omogućilo detaljno proučavanje strukture spora nakon leta.
Znanstveni tim sada traži nova sredstva za nastavak istraživanja biologije u uvjetima mikrogravitacije. Dugoročno, to bi moglo unaprijediti tehnologije isporuke lijekova, razvoj novih farmaceutskih spojeva i dublje razumijevanje kemijskih reakcija u svemirskom okruženju.
Ivan je novinar i autor koji piše o znanosti, svemiru i povijesti. Gostuje kao stručni sugovornik na Science Discovery i History Channelu te piše za Večernji list. Osnivač je Kozmos.hr, prvog hrvatskog portala posvećenog popularizaciji znanosti.
