Bakteriler ve onları enfekte eden virüsler olan fajlar, evrimsel bir yarış içindedir. Ancak Uluslararası Uzay İstasyonu'nda (ISS) yürütülen bir çalışma, bu evrimin mikrogravite ortamında farklı bir yörünge izlediğini ortaya koyuyor.
Bakteriler ve fajlar mücadele ederken, bakteriler hayatta kalmak için daha iyi savunmalar geliştirir, fajlar ise bu savunmaları aşmak için yeni yollar bulur. 13 Ocak'ta PLOS Biology dergisinde yayımlanan yeni çalışma, bu mücadelenin uzayda nasıl geliştiğini detaylandırıyor ve Dünya'daki antibiyotiğe dirençli bakteriler için daha iyi ilaçlar tasarlamamıza yardımcı olabilecek bilgiler sunuyor.
Çalışmada araştırmacılar, T7 adlı bir faj tarafından enfekte edilmiş E. coli bakteri popülasyonlarını karşılaştırdı. Mikropların bir grubu ISS'de inkübe edilirken, kontrol grupları Dünya'da yetiştirildi.
Uzay istasyonu örneklerinin analizi, mikrogravitenin faj enfeksiyonunun hızını ve doğasını temelden değiştirdiğini gösterdi. Fajlar uzayda bakterileri başarıyla enfekte edip öldürebilmelerine rağmen, bu süreç Dünya örneklerine göre daha uzun sürdü. Daha önceki bir çalışmada, aynı araştırmacılar mikrogravitede enfeksiyon döngülerinin daha yavaş olacağını, çünkü sıvıların mikrogravitede Dünya'daki kadar iyi karışmadığını varsaymışlardı.
Çalışmanın baş yazarı, mikrogravite ortamında virüslerin ve bakterilerin birbirine daha az temas ettiğini, bu nedenle fajların daha yavaş bir yaşam hızına uyum sağlaması ve geçen bakterilere tutunmada daha verimli hale gelmesi gerektiğini belirtiyor.
Uzmanlar, faj evriminin bu alternatif biçimini anlamanın, yeni faj tedavileri geliştirmelerine yardımcı olabileceğini düşünüyor. Bu gelişmekte olan enfeksiyon tedavileri, bakterileri öldürmek veya mikroorganizmaları geleneksel antibiyotiklere karşı daha savunmasız hale getirmek için fajları kullanıyor.
Bütün genom dizileme, ISS'deki hem bakterilerin hem de fajların Dünya'daki örneklerde görülmeyen belirgin genetik mutasyonlar biriktirdiğini ortaya koydu. Uzay tabanlı virüsler, bakterileri enfekte etme yeteneklerini ve bakteri reseptörlerine bağlanma yeteneklerini artıran özel mutasyonlar geliştirdi. Aynı zamanda, E. coli reseptörlerini değiştirerek ve hayatta kalmalarını artırarak faj saldırılarına karşı korunan mutasyonlar geliştirdi.
Araştırmacılar daha sonra derin mutasyon taraması adı verilen bir teknik kullanarak virüslerin reseptör bağlama proteinlerindeki değişiklikleri incelediler. Kozmik ortam tarafından yönlendirilen adaptasyonların, Dünya'da pratik uygulamaları olabileceğini buldular.
Fajlar Dünya'ya geri getirildiğinde ve test edildiğinde, reseptör bağlama proteinlerindeki uzay kaynaklı adaptasyonlar, idrar yolu enfeksiyonlarına neden olan ve genellikle T7 fajlarına dirençli olan E. coli türlerine karşı artan aktivite ile sonuçlandı.
Araştırmacılar, bu sonuçların uzayın, faj tedavilerinin etkinliğini iyileştirmemize nasıl yardımcı olabileceğini gösterdiğini belirtiyor. Bununla birlikte, bu sonuçları elde etmek için fajları uzaya gönderme veya Dünya'da mikrograviteyi simüle etme maliyetini hesaba katmak gerektiğini ekliyorlar.
Araştırma, Dünya'daki hastalar için enfeksiyonlarla mücadeleye yardımcı olmanın yanı sıra, mikrogravitede kullanılmak üzere daha etkili faj tedavileri elde edilmesine de yardımcı olabilir. Bu, uzun süreli uzay görevlerinde astronotların sağlığı için önemli olabilir.
