På Den internasjonale romstasjonen utviklet bakteriedrepende virus seg annerledes enn på Jorden. Etter en treg start fant fagene likevel veien inn i bakteriene – og mutasjonene de samlet, ga økt aktivitet mot resistente E. coli. Funnene kan gi nye verktøy i kampen mot antibiotikaresistens.

Slik ble forsøket gjort

Forskere ved University of Wisconsin–Madison, ledet av Phil Huss, sammenlignet to sett med E. coli infisert med bakteriofagen T7: ett inkubert på Jorden, ett om bord på ISS. Resultatene ble publisert 13. januar i tidsskriftet PLOS Biology.

I rommet var virusene i starten tregere til å infisere. Det stemmer med at væsker ikke blander seg som på Jorden i mikrogravitasjon, slik at virus og bakterier kolliderer sjeldnere. Etter en innledende forsinkelse lyktes T7-fagen likevel med å infisere E. coli.

Genetiske endringer i mikrogravitasjon

Fullstendig genomsekvensering avdekket markante forskjeller mellom jordprøver og romstasjonsprøver.

• Virusene på ISS akkumulerte spesifikke mutasjoner som kan øke evnen til å infisere bakterier eller binde seg til reseptorer på bakterieceller.
• E. coli i rommet utviklet mutasjoner som kan beskytte mot virus og forbedre overlevelsesevnen i tilnærmet vektløshet.

1.600 varianter kartlagt

Forskerne brukte en avansert teknikk kalt «deep mutational scanning» for å studere T7-virusets reseptorbindende protein i detalj. De skannet over 1.600 mutasjonsvarianter i faggenomet.

De «vinnende» mutasjonene i mikrogravitasjon skilte seg kraftig fra dem på Jorden. Særlig var endringene i det reseptorbindende proteinet koblet til økt aktivitet mot E. coli-stammer som forårsaker urinveisinfeksjoner og som normalt er resistente mot T7-fagen. Ytterligere eksperimenter på Jorden bekreftet denne forbedrede effekten.

«Rom endrer fundamentalt hvordan fager og bakterier samhandler: infeksjon blir forsinket, og begge organismer utvikler seg langs en annen bane enn de gjør på Jorden. Ved å studere disse romdrevne tilpasningene identifiserte vi nye biologiske innsikter som tillot oss å utvikle fager med langt overlegen aktivitet mot legemiddelresistente patogener tilbake på Jorden,» forklarer forfatterne.

Hvorfor rommiljøet endrer spillet

Mikrogravitasjon endrer bakteriefysiologi og fysikken i virus–bakterie-kollisjoner, og forstyrrer typiske interaksjoner. Få studier har tidligere utforsket detaljer i fag–bakterie-dynamikk under slike forhold. Denne forskningen viser at miljøet ikke bare bremser prosessene, men omformer samevolusjonen mellom fag og vert.

Relevans for kampen mot antibiotikaresistens

Fageterapi – bruk av virus som infiserer bakterier i stedet for antibiotika – får fornyet oppmerksomhet. Studien demonstrerer at romforskning kan gi nye perspektiver på mikrobiell tilpasning, med relevans både for fremtidig romutforskning og folkehelse på Jorden.

Kilder

• ScienceDaily
• PLOS Biology
• Space.com
• Discover Magazine
• University of Wisconsin–Madison

Studien peker mot at romdrevne tilpasninger kan brukes til å utvikle mer effektive bakteriofager mot de stadig mer utfordrende antibiotikaresistente bakteriene. Et internasjonalt team står bak funnene, som åpner dører for både medisinsk innovasjon på Jorden og tryggere reiser lenger ut i rommet.