Eksperyment z owadami może być dowodem na to, że człowiek nie jest stworzony do podróży kosmicznych

"Space - the final frontier", czyli "Kosmos - ostateczna granica" - tak brzmi cytat wypowiadany na początku każdego odcinka oryginalnego serialu Star Trek. Słowa te uosabiały romantyzm podróży kosmicznych, jednak w świetle ostatnich badań nad wpływem przebywania w przestrzeni kosmicznej, mogą mieć nieco złowieszczy wydźwięk.

Naukowcy z Uniwersytetu w Kalifornii, chcąc zbadać wpływ dorastania organizmów wyłącznie na pokładzie stacji kosmicznej, wyhodowali w kosmosie muchy owocówki. Cały cykl życia tych owadów zamykał się na terenie zbudowanego przez człowieka statku kosmicznego. Nie stykały się więc one z naturalnym środowiskiem, bakteriami, alergenami ani wirusami, jakie napotyka każdy organizm dorastający na Ziemi. Dodatkowo, nie miały one do czynienia z ziemską grawitacją.

Jak się okazało, system odpornościowy tak wyhodowanych owocówek był ekstremalnie osłabiony. Co istotne, owocówki (Drosophila) mają wiele wspólnych cech układu odpornościowego ze ssakami, również z ludźmi. Z tego właśnie powodu są często używane do eksperymentów.

Owocówki mają krótki cykl życia - w podróż kosmiczną zabrano jaja tych much i w ciągu dziesięciu dni osiągnęły one dorosłość. Po powrocie na Ziemię przetestowano odpowiedź układu odpornościowego wyhodowanych w kosmosie osobników. Przeprowadzono dwa testy: wystawiono owady na działanie grzyba (pleśni), oraz bakterii określonych gatunków, znanych z tego, że zdrowe osobniki owocówki radzą sobie ze zwalczeniem tych infekcji. Znany jest też mechanizm reakcji na nie, zwany Toll-receptorem (Toll-like receptor) (poprawiłem niepoprawną nazwę, dziękuję za zwrócenie uwagi), w związku z którym przyznano w 2011 roku Nagrodę Nobla.

Wynik był zaskakujący, mechanizm nie zadziałał tym razem, i o ile z bakteriami muszki sobie poradziły w normalny sposób, wszystkie osobniki pochodzące z kosmosu zostały pokonane przez infekcję grzybiczą.

Roboczą teorią, którą naukowcy będą próbowali zweryfikować, jest możliwość, że niektóre białka związane z mechanizmem receptora Tolla zachowują się inaczej w warunkach mikrograwitacyjnych. Zespół naukowców, kierowany przez Deborah Kimbrell, ma nadzieję kontynuować eksperymenty na pokładzie Międzynarodowej Stacji Kosmicznej. Jednym z doświadczeń, jakie planują wykonać, jest sprawdzenie czy symulowana grawitacja (za pomocą centryfugi), jest w stanie zapobiec uszkodzeniu receptora Toll-podobnego (TLR).

Wyniki badań mają ogromny wpływ na planowane loty kosmiczne, szczególnie na dłuższych trasach. Tak naprawdę nie wiemy jeszcze jak wygląda rozwój człowieka w przestrzeni kosmicznej - astronautami zawsze są ludzie dorośli i nigdy nie zostają przez znaczącą część swojego życia w przestrzeni kosmicznej. Zrozumienie wpływu braku grawitacji i warunków panujących w pojazdach kosmicznych na rozwój układu odpornościowego jest kluczowe dla badań kosmosu.

Źródła: UCDavis, Sploid, PLOS ONE
Zdjęcie Male common fruit fly (Drosophila Melanogaster) sitting on a blade of grass pochodzi z serwisu ShutterStock.