Badaniem zaplanowanym do wykonania na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS) kieruje prof. dr hab. Elżbieta Trafny z Centrum Inżynierii Biomedycznej Instytutu Optoelektroniki Wojskowej Akademii Technicznej.

„Projekt HUMAN GUT MICROBIOTA dotyczy badania drobnoustrojów żyjących w przewodzie pokarmowym człowieka w niebezpiecznych dla jego zdrowia warunkach środowiska. Drobnoustroje te nazywamy mikrobiotą jelitową i od nich zależy dobrostan człowieka. Mikrobiota jelitowa jest kluczowa dla prawidłowego funkcjonowania m. in. układu pokarmowego, sercowo-naczyniowego, układu nerwowego i odpornościowego człowieka” – wylicza prof. Trafny.

Zaznacza, że wiedza o mikrobiocie jelitowej nie jest jeszcze pełna, a uwaga naukowców skupia się obecnie na poszukiwaniu powiązań zaburzeń mikrobioty z chorobami człowieka.

Badania dotyczące mikrobioty jelitowej u ludzi przebywających poza Ziemią są znacznie trudniejsze, a szanse w nich uczestnictwa rzadkie lub wręcz unikalne. Wymagają one długotrwałych i żmudnych przygotowań oraz udziału specjalistycznych laboratoriów badawczych. Nie mogą być wykonane w symulowanych warunkach zredukowanej grawitacji. Muszą być przeprowadzone z udziałem astronautów, zgłaszających się do udziału w eksperymencie a badacze muszą im przygotować bezpieczne warunki wykonania ich na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej.

„Astronauta przebywający w przestrzeni kosmicznej jest narażony na stres, promieniowanie kosmiczne i warunki zredukowanej grawitacji. Czynniki te mogą istotnie zaburzać jego mikrobiotę, skutkując nawet odległymi skutkami dla jego zdrowia. Próbki mikrobioty pobrane na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej przechowywane są i transportowane na Ziemię do laboratorium badawczego w stanie głębokiego zamrożenia (w temperaturze około minus 80 stopni Celsjusza). Badania mikrobioty jelitowej prowadzi się izolując DNA drobnoustrojów z próbek” – precyzuje prof. Trafny.

W skład zespołu badawczego Centrum Inżynierii Biomedycznej IOE WAT wchodzą mikrobiolodzy o bogatym doświadczeniu w badaniach złożonych konsorcjów bakterii. Nowoczesne wyposażenie pozwala na zastosowanie najnowszych technik badawczych, takich jak sekwencjonowanie nowej generacji dla poznania składu mikrobioty dróg pokarmowych. „Nasze doświadczenie w badaniu mikrobioty u pacjentów nabyte we współpracy ze szpitalami pozwala na wykorzystanie tych technik i analizę uzyskanych wyników za pomocą odpowiednio opracowanych narzędzi bioinformatycznych” – podkreśla badaczka.

Mikrobiota astronautów były już kilkakrotnie przedmiotem badań, w tym wykonanego przez NASA badania pary bliźniąt. Dotyczyły one jednak misji długotrwałych. Jedyny podobny eksperyment do proponowanego w naszym projekcie został wykonany przez zespół chińskich naukowców na Stacji Kosmicznej Tiangong. Pobrali oni próbki przed i po krótkotrwałym (do dwóch tygodni) pobycie na orbicie okołoziemskiej i wykazali istotne zmiany w mikrobiocie jelitowej astronautów.

Naukowcy z WAT zapowiadają, że ich eksperyment będzie szerszy, ponieważ zostanie uzupełniony przez próbki pobrane przez astronautów podczas kwarantanny przed startem oraz w trakcie pobytu na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej. Poza tym astronauci pobiorą jeszcze próbki na Ziemi kilka miesięcy przed startem oraz dwukrotnie po powrocie z misji.

Według zespołu z WAT na podstawie wyników takich badań będzie można wnioskować docelowo planować sposoby i nawyki żywieniowe i terapeutycznych u astronautów.

Wojskowa Akademia Techniczna przeprowadzi dwa eksperymenty biomedyczne w ramach Polskiej Misji na ISS. Obok projektu HUMAN GUT MICROBIOTA do realizacji został zakwalifikowany również projekt IMMUNE MULTIOMICS, którego kierowniczką jest dr n. med. Alicja Trębińska-Stryjewska. W drugim projekcie wykonane zostaną analizy komórek krwi do celów badań genetycznych, które wyjaśnią w jaki sposób ludzki układ odpornościowy dostosowuje się do mikrograwitacji.

Europejska Agencja Kosmiczna (ESA) podpisała siedem kontraktów z polskimi instytucjami i firmami na realizację eksperymentów.

Nauka w Polsce, Karolina Duszczyk

kol/ agt/