ايستگاه فضايي بين المللي مخزني از ميكروب‌ است

ايستگاه فضايي بين‌المللي (ISS) از زمان تأسيس خود يعني سال ۱۹۹۸، ميزبان ۲۲۷ فضانورد بوده است. در اين سفرها همواره انواعي از ميكروب‌‌ها به ايستگاه فضايي منتقل مي‌شوند و وقتي فضانوردان به زمين برمي‌گردند، اجرامي كه با خود به فضا برده‌اند، همان جا مي‌ماند. پژوهشي كه به‌تازگي در مجله‌ي Microbiome منتشر شده، حاوي جامع‌ترين كاتالوگي است كه تا به امروز درباره‌ي انواع باكتري‌ها و قارچ‌هايي كه روي ISS زندگي مي‌كنند، تهيه شده و در آن جزئيات پروفايل ميكروبيِ مشخص و در حال تغيير ايستگاه ذكر شده است. ناسا و ديگر سازمان‌هاي فضايي از اين پژوهش براي طراحي اقدامات ايمني براي ISS و ديگر مأموريت‌هاي فضايي بلندمدت استفاده خواهند كرد.

به‌عنوان يك محيط كاملا بسته، ISS داراي ميكروبيوم خاص خود است. زندگي در فضا درمقايسه با زندگي روي زمين تا اندازه‌اي براي ميكروب‌ها نيز دشوار است؛ محيطي كه داراي گرانش چنداني نيست، در معرض حجم زيادي از اشعه قرار داد و ميكروارگانيسم‌هاي چنداني وجود ندارند كه در آن به رقابت بپردازند. ناسا بسيار علاقمند به دانستن اين موضوع است كه كدام اجرام و در چه مقاديري در ISS حضور دارند و چگونه ميكروبيوم ايستگاه طي زمان تغيير مي‌كند. نويسندگان در پژوهش خود نوشته‌اند:

ميكروب‌هاي خاصي در اين فضاي بسته مشاهده شده‌اند كه مي‌توانند ازطريق تاثير روي حساسيت نسبت‌به آلرژن‌ها، بيماري‌هاي عفوني يا سندرم بيماري ساختمان انسان‌ها را درگير كنند. اين تاثير روي فضانوردان اهميت بيشتري دارد زيرا سطح ايمني آن‌ها هنگام پرواز دستخوش تغيير مي‌شود و اين مكان امكانات پيشرفته‌ي پزشكي موجود روي زمين را ندارد.

ايستگاه فضايي بين‌المللي

ميكروب‌ها در ISS تحت‌تاثير عوامل مختلفي نظير تهويه، رطوبت، فشار هوا و طرح ايستگاه قرار مي‌گيرند. مقدار و تنوع آن‌ها همچنين تحت‌تاثير تعداد فضانوردان و انواع فعاليت‌هايي است كه در آن ايستگاه ناسا و ديگر سازمان‌هاي فضايي قبلا تلاش كرده‌اند كه جمعيت ميكروبي ISS را با استفاده از روش‌ سنتي كشت ميكروب تحت نظارت قرار دهند. اما اشكال اينجا است كه بخش قابل‌توجهي از ميكروب‌ها ( ۴۶-۴۰ درصد) را نمي‌توان كشت داد (يعني در يك پتري‌ديش پرورش داد) و اين امر موجب مي‌شود كه شناسايي برخي از ميكروب‌ها تقريبا غيرممكن شود. براي مطالعه‌ي جديد با استفاده از روش سنتي كشت ميكروب و نيز تكنيك‌هاي مولكولي يك پروتكل نمونه‌برداري و آزمايش جديد توسعه داده شد. اين امر موجب شد كه اين مطالعه جامع‌ترين مطالعه انجام‌شده تاكنون در زمينه‌ي شناسايي جامعه‌ي ميكروبي موجود در ISS باشد.

فضانوردان ناسا با استفاده از دستمال‌هاي استريل و طي يك دوره‌ي ۱۴ ماهه و در سه نوبت زماني مختلف، از ۸ منطقه‌ي مشخص ايستگاه نمونه‌برداري كردند. اين مناطق شامل مناطق پر رفت‌و‌آمد و كم رفت‌و‌آمدي نظير پنجره‌ي مشاهده، توالت، سكوي ورزش، قفسه‌ي وسايل، ميز غذاخوري و جاي خواب بودند. تري ويرتس، فضانورد ناسا دو بخش اول نمونه‌برداري را در تاريخ ۴ مارس سال ۲۰۱۵ انجام داد و سپس سه ماه بعدتر در ۱۵ ماه مه سال ۲۰۱۵ اين نمونه‌برداري را تكرار كرد. جفري ويليامز ديگر فضانورد ناسا نيز يك سال بعد سومين نمونه‌برداري را انجام داد. نمونه‌ها براي انجام تجزيه‌و‌تحليل به زمين فرستاده شدند.

ISS ممكن است جايي سرد و استريل در فضا درانديشه متخصصين گرفته شود اما نتايج تجزيه‌و‌تحليل نشان داد كه اين مكان حقيقتا مخزني از ميكروب‌ها است. براساس نتايج كشت ميكروبي، فراوان‌ترين باكتري‌ها به ترتيب عبارت بودند از: استافيلوكوك‌ (۲۶ درصد از كل نمونه‌ها)، پانتوئه (۲۳ درصد)، باسيليوس (۱۱ درصد)، استافيلوكوك اورئوس (۱۰ درصد) و پانتوئه كونسپيكوآ و پانتوئه گاوينائه (هر دو ۹ درصد). جمعيت قارچي نيز عمدتا شامل رودوتورولا موسيلياجينوزا بود. اكثر ميكروب‌هاي ديده‌شده روي ISS داراي منشا انساني بودند. براي مثال انتروباكتر با مجراي گوارشي انسان مرتبط است و استافيلوكوك اورئوس اغلب روي پوست انسان يافت مي‌شود.

اينكه آيا اين باكتري‌هاي فرصت‌طلب موجب بيماري فضانوردان در ISS مي‌شوند، مشخص نيست. اين امر بستگي به عواملي نظير وضعيت سلامتي فردي و چگونگي عملكرد ميكروارگانيسم‌ها در محيط فضايي دارد. با اين وجود، شناسايي ميكروارگانيسم‌هاي احتمالي مسبب بيماري بر اهميت انجام پژوهش‌هاي آينده براي برسي نحوه‌ي عملكرد اين ميكروب‌ها در فضا تاكيد مي‌كند.

هشت مكان ISS كه نمونه‌برداري از آنجا انجام شد

پژوهشگران توضيح مي‌دهند كه نتايج اين تجزيه‌و‌تحليل نشان مي‌دهد كه جمعيت قارچي طي زمان ثابت است درحالي‌كه جمعيت باكتري‌هاي مختلف نوسان پيدا مي‌كند. اين امر احتمالا با گروه‌هاي مختلف فضانورداني كه به اين ايستگاه مي‌آيند، ارتباط دارد. جاي نگراني است كه برخي از سويه‌هاي باكتري مي‌توانند زيست‌لايه‌هايي را تشكيل دهند. پژوهشگران در اين‌باره مي‌نويسند:

تشكيل زيست‌لايه روي سطوح ISS مي‌تواند موجب كاهش پايداري زيرساخت‌ها ازطريق ايجاد گرفتگي‌هاي مكانيكي، كاهش بازده انتقال حرارتي و خوردگي ناشي از ميكروب‌ها شود. برخي از ميكروارگانيسم‌هايي كه روي ISS نيز ديده شده‌اند و قبلا ارتباط آن‌ها با خوردگي‌هاي ميكروبي روي زمين تأييد شده است، عبارت‌اند از: متيلوباكتريوم، اسپينگوموناس، پني‌سيليوم و آسپرژيلوس؛ اگرچه نقش آن‌ها در خوردگي اين ساختارها بايد مشخص شود. آشكار كردن توانايي بالقوه‌ي تشكيل زيست‌لايه‌ها و اندازه‌ي حقيقي تشكيل اين زيست‌لايه‌ها روي سطوح ISS در جريان مأموريت‌هاي بلندمدت فضايي به‌منظور حفظ ثبات ساختاري وسيله‌ي نقليه‌ي خدمه، حياتي است.

اكنون ناسا با استفاده از اين دانش مي‌تواند اثرات بالقوه‌ي اين جرم‌ها را روي سلامتي انسان و نيز انسجام ساختاري ISS مورد مطالعه قرار دهد. اين بينش‌ها نه‌تنها براي ايستگاه فضايي بلكه براي تمام پروازهاي طولاني‌مدت به مريخ و جاهاي ديگر نيز اهميت دارد.

به‌عنوان يادداشت نهايي، بايد به‌خاطر داشته باشيد كه تمام ميكروب‌ها بد نيستند و در حقيقت ما براي سلامتي خود به باكتري‌هاي زيادي وابسته هستيم. موضوع مهمي كه وجود دارد اين است كه بايد بدانيم چگونه باكتري‌ها و قارچ‌هاي خاص ممكن است در شرايط فضايي عملكرد متفاوتي داشته باشند و اين تغييرات چگونه مي‌تواند سلامتي انسان را به خطر بيندازد. براي مثال، ازبين‌بردن برخي از باكتري‌ها در فضا دشوار‌تر است. ازبين‌بردن تمام اجرام موجود در ISS نه مطلوب و نه امكان‌پذير است، اما اين مطالعه كمك خواهد كرد تا مسئولان بتوانند سلامتي و ايمني بازديدكنندكان آن را تأمين كنند.