Info Leony Li - Bobot dari luar angkasa dapat membuat kuman bahkan mengerikan, meningkatkan bahaya wajah astronot, kata peneliti. Temuan ini, serta penelitian untuk membantu mengurangi risiko ini, merupakan bagian dari proyek yang sedang berlangsung di Stasiun Luar Angkasa Internasional yang menggunakan gayaberat mikro untuk mengungkapkan rahasia tentang mikroba."Kami berusaha untuk mengungkap mekanisme baru seluler dan molekuler yang berhubungan dengan perkembangan penyakit menular yang tidak dapat diamati di Bumi, dan untuk menerjemahkan temuan kami ke strategi baru untuk pengobatan dan pencegahan," kata ahli mikrobiologi Cheryl Nickerson di Arizona State University Biodesign Institute.
Nickerson rinci temuan Senin (Februari 18) pada pertemuan tahunan Asosiasi Amerika untuk Kemajuan Ilmu Pengetahuan di Boston. Di luar angkasa, para peneliti menemukan tingkat sangat berkurang gravitasi, sering keliru disebut sebagai gravitasi nol. Ini bobot hampir dapat memiliki sejumlah efek abnormal pada astronot, seperti menyebabkan otot dan tulang.
Meskipun gayaberat mikro dapat mendistorsi biologi normal, prosedur konvensional untuk mempelajari mikroba di Bumi bisa menyebabkan distorsi sendiri. Percobaan di Bumi berputar sering melibatkan sel sekitar untuk menjaga mereka dari menetap ke bawah dalam rumpun karena gravitasi. Namun, kekuatan fisik yang dihasilkan oleh pergerakan fluida di atas permukaan sel menyebabkan perubahan besar pada tindakan cara sel.
Properti, yang dikenal sebagai geser fluida, mempengaruhi berbagai perilaku sel, dan geser bahwa percobaan di Bumi memperkenalkan bisa memutar hasil. (6 Percobaan Space Shuttle Coolest)
Dalam gayaberat mikro, peneliti tidak perlu terus-menerus mengganggu sel untuk menjaga mereka dari menggumpal, seperti gravitasi tidak merobohkan pada sel ke tingkat yang signifikan.
Dengan demikian, eksperimen di gayaberat mikro dapat mencapai geser fluida rendah, dan dengan demikian lebih mencerminkan apa yang biasanya terjadi dengan kuman dan sel-sel dalam tubuh, Nickerson menjelaskan. Sebagai contoh, situs yang paling umum infeksi pada manusia adalah saluran mukosa, gastrointestinal dan urogenital, di mana geser fluida biasanya rendah.
Dalam seri sebelumnya pesawat ulang-alik NASA dan tanah berbasis eksperimen, Nickerson dan rekan-rekannya menemukan bahwa spaceflight sebenarnya mendorong virulensi, atau penyebab penyakit potensial, dari Salmonella kuman yang bertalian dengan makanan. "Apakah gayaberat mikro mengubah cara berperilaku Salmonella? Anda yakin itu tidak, dengan cara yang mendalam dan novel," kata Nickerson.
Ini bakteri agresif menginfeksi sebuah 94 juta orang diperkirakan secara global dan menyebabkan 155.000 kematian setiap tahun. Di Amerika Serikat saja, lebih dari 40.000 kasus salmonellosis dilaporkan setiap tahunnya, mengakibatkan setidaknya 500 kematian dan biaya perawatan kesehatan lebih dari $ 50 juta, kata para ilmuwan.
"Dengan mempelajari efek spaceflight pada potensi penyebab penyakit patogen utama seperti Salmonella, kita mungkin dapat memberikan wawasan tentang mekanisme penyakit menular yang tidak dapat dicapai dengan menggunakan pendekatan eksperimental tradisional di Bumi, di mana gravitasi dapat menutupi respon seluler kunci," Nickerson mengatakan.
Temuan ini menjadi perhatian khusus untuk kesehatan astronot selama misi spaceflight diperpanjang. Perjalanan ruang angkasa sudah melemahkan kekebalan astronot, dan temuan ini menunjukkan bahwa astronot mungkin harus berurusan lebih lanjut dengan ancaman mikroba penyebab penyakit yang telah meningkatkan kemampuan menular.
Gayaberat mikro rupanya menyebabkan banyak gen terkait dengan virulensi Salmonella 's untuk menghidupkan dan mematikan dengan cara yang tidak terlihat di bumi berbasis laboratorium. Hal yang sama tampaknya terjadi dengan bacterialgenes terkait dengan perlawanan terhadap stres dan pembentukan benteng-seperti struktur yang dikenal sebagai biofilm.
Pemahaman yang lebih baik dari yang gen mengubah spaceflight dapat membantu terapi desain untuk melawan atau mencegah infeksi, membantu melindungi orang baik dalam ruang dan di Bumi. "Kita perlu melebihi penyakit menular karena kita kalah perang terhadap patogen," kata Nickerson SPACE.com.
Baik vaksin
Penelitian gayaberat mikro juga bisa membantu menyebabkan vaksin baru. Dalam sebuah percobaan baru-baru ini spaceflight kapal ruang angkasa STS-135 misi ulang-alik (penerbangan pesawat terakhir yang pernah terjadi), para peneliti membawa vaksin Salmonella berbasis rekayasa genetika yang dirancang untuk melindungi terhadap pneumonia pneumokokus.
Analisis efek gayaberat mikro pada perilaku vaksin dapat membantu mengungkapkan bagaimana untuk secara genetik memodifikasi untuk memperbaikinya. "Menyadari bahwa lingkungan luar angkasa menanamkan sinyal yang unik mampu memodifikasi virulensi Salmonella, kita akan menggunakan prinsip yang sama dalam upaya untuk meningkatkan respon imun protektif dari strain, Salmonella vaksin rekombinan dilemahkan," kata Nickerson.
Percobaan kapal stasiun ruang angkasa kini memungkinkan studi mikroba selama jangka waktu yang lama, yang tidak tersedia selama shuttle-eksperimen berbasis. Studi-studi dalam ruang yang dilakukan dalam hubungannya dengan analisis simultan di Bumi dengan menggunakan hardware yang sama seperti yang di orbit, sehingga peneliti dapat membandingkan perilaku sel bakteri dalam gravitasi Bumi normal. (Top 10 Penyakit Misterius)
Selain itu, peneliti berharap untuk mensimulasikan gayaberat mikro menggunakan mesin seperti berputar bioreaktor dinding kapal, yang tumbuh sel-sel dengan cara yang meniru bagaimana sel mengambang di luar angkasa. Penelitian tersebut membantu memastikan bahwa protein yang disebut Hfq memainkan peran kunci dalam respon Salmonella kondisi spaceflight.
Namun, ini hanya bisa meniru bioreaktor sekitar 70 persen dari efek terlihat di luar angkasa. "Tujuh puluh persen yang baik, tapi kami telah kehilangan 30 persen," kata Nickerson.
Weightless nematoda
Nickerson pertama untuk mempelajari efek dari spaceflight pada virulensi patogen dan yang pertama untuk profil proses infeksi pada sel manusia di luar angkasa. Her percobaan PHOENIX, kapsul akan menandai pertama kalinya organisme, seluruh hidup akan terinfeksi kuman, dan secara bersamaan dipantau secara real time selama proses infeksi di bawah kondisi mikro.
PHOENIX akan terbang Naga kapsul SpaceX bepergian ke stasiun ruang angkasa akhir tahun ini, dan akan menginfeksi cacing nematoda dengan Salmonella. "Nematoda yang indah untuk mempelajari Salmonella. Tthey're pada dasarnya satu, saluran pencernaan panjang dari satu ujung ke ujung yang lain," kata Nickerson.
Pentingnya hasil Nickerson dan rekan-rekannya telah menemukan meluas ke lebih dari sekedar Salmonella. Eksperimen para peneliti 'pada protein Hfq menunjukkan bahwa itu tampaknya berfungsi sebagai tombol pengatur respon gen untuk kondisi spaceflight di sejumlah spesies bakteri lainnya, termasuk Pseudomonas aeruginosa, infeksi didapat di rumah sakit umum.
"Hal ini menarik bagi saya bahwa pekerjaan kami untuk menemukan cara untuk menjaga astronot sehat selama spaceflight dapat diterjemahkan ke dalam cara-cara baru untuk mencegah penyakit menular di Bumi," kata Nickerson.
Sumber:
Berikan pendapat Anda lewat kolom komentar ini mengenai berita di atas, sesuaikan pemikiran Anda dan Jangan pernah menyinggung sara. Terima kasih