Es mag wie die Handlung eines neuen Alien-Films klingen, aber die NASA hat ein mutiertes Bakterium gefunden, das im Weltraum gedeiht.
Forscher entdeckten 13 Stämme des Bakteriums Enterobacter bugandensis, das mit Blutinfektionen auf der Internationalen Raumstation (ISS) in Verbindung gebracht wird und die Gesundheit von Astronauten an Bord gefährden könnte.
Die extremen Umgebungsbedingungen auf der ISS, wie höhere Kohlendioxidwerte, zwangen die Bakterien zur Mutation, und wenn sie der Schwerelosigkeit ausgesetzt werden, können die Bakterien eine Resistenz gegen Antibiotika entwickeln.
Die Bakterien trampten mit Astronauten zum umlaufenden Labor und nun zu Forschern haben gewarnt, dass die Schwerelosigkeit ihre Gesundheit beeinträchtigen und sie anfälliger für Infektionen durch Bakterien machen kann.
Die Internationale Raumstation wurde 1998 gebaut und beherbergte in den letzten zwei Jahrzehnten 300 Astronauten. Wissenschaftler haben nun ein mutiertes Bakterium entdeckt, das eine gefährliche Gefahr für Astronauten darstellen könnte
Auf der ISS wurde eine mutierte Form des Bakteriums E. bugandensis (im Bild) gefunden, das eine Resistenz gegen Medikamente entwickelte. Das Bakterium wird mit Sepsis bei Säuglingen und lebensbedrohlichen Infektionen in Verbindung gebracht, die zu Entzündungen der inneren Auskleidung der Herzkammern und Herzklappen führen können
Durch die Mutation wurden die Bakterien in die Gruppe der ESKAPE-Krankheitserreger eingeordnet – Bakterien, die die Hauptursache für Infektionen sind, die während der medizinischen Versorgung auftreten.
Das Bakterium wurde mit schweren Infektionen wie einer Blutinfektion bei Säuglingen, der sogenannten Neugeborenensepsis, in Verbindung gebracht.
Enterobacter-Infektionen können auch zu Sepsis, Harnwegsinfektionen, Haut- und Weichteilinfektionen sowie Endokarditis führen – einer lebensbedrohlichen Entzündung, die an der inneren Auskleidung der Herzkammern und -klappen auftritt.
Forscher entdeckten erstmals im Jahr 2019, dass unter den Astronauten Mikroorganismen lebten, als sie eine umfassende Untersuchung der auf der ISS lebenden Pilze und Bakterien durchführten, identifizierten jedoch kürzlich E. bugandensis als führendes Bakterium.
Das Team identifizierte 13 Bakterienstämme an drei Standorten der ISS: vier im Luftzirkulationssystem, einen auf einem Trainingsgerät und acht im Badezimmer des Labors.
Die Forscher haben eine Illustration zusammengestellt, die den Prozess zeigt, den sie zur Analyse von E. bugandensis und zur Bewertung seiner Anpassung an den ISS-Lebensraum verwendet haben (im Bild).
Während ihrer Forschung unternahmen die Wissenschaftler drei Schritte, um die Mutation des Bakteriums zu identifizieren, anstatt nur den auf der ISS gefundenen E. bugandensis mit der auf der Erde gefundenen Variante zu vergleichen.
Zunächst analysierte das Team, wie sich die Genome und Funktionalitäten der Bakterien während der Anpassung an die extreme Umgebung im Weltraum veränderten, bevor sie zum zweiten Schritt übergingen und die Häufigkeit der E. bugandensis-Population auf der ISS identifizierten.
Schließlich untersuchten sie die metabolischen Wechselwirkungen der Bakterien, die anderen Mikroorganismen zugute kommen und ihnen beim Überleben und Wachstum helfen.
„Studienergebnisse deuten darauf hin, dass die auf der ISS isolierten Stämme unter Stress mutiert waren und sich im Vergleich zu ihren Gegenstücken auf der Erde genetisch und funktionell unterschieden“, berichtete die NASA.
„Die Stämme konnten im Laufe der Zeit in beträchtlicher Menge in der ISS überleben“, hieß es weiter.
„Die ISS-Genome wiesen durchschnittlich 4568 Gene auf, eine deutlich höhere Zahl als der Durchschnitt von 4416 Genen in den Erdgenomen“, teilte das Team in der Studie mit.
Die Forscher stellten fest, dass die Mutantenstämme auch völlig unterschiedliche Gene hatten, die ihre multiresistenten Fähigkeiten verursacht haben könnten.
Obwohl es auf der Erde eine Variante von E. bugandensis gibt, bot die Umgebung an Bord der Raumstation extreme Bedingungen wie Mikrogravitation (sehr niedrige oder schwache Schwerkraft), Sonneneinstrahlung und erhöhte Kohlendioxidwerte, die die Bakterien zur Mutation zwangen, um zu überleben.
Andere Faktoren wie Belüftung, Luftfeuchtigkeit und Luftdruck könnten E. bugandensis zum Gedeihen verholfen haben, hieß es in der Studie, und fügte hinzu, dass der Bakterienstamm mit anderen Mikroorganismen auf der ISS koexistieren und zu deren Überleben beigetragen haben könnte.
Durch die Untersuchung, wie Mikroorganismen in extremen Umgebungen auf der ISS überleben, sagten Wissenschaftler: „Diese Forschung öffnet Türen für wirksame Präventivmaßnahmen für die Gesundheit von Astronauten.“