أظهرت تجربة على محطة الفضاء الدولية سلوكًا غريبًا للفيروسات

تخلق محطة الفضاء الدولية (ISS) ظروفًا فريدة لدراسة الحياة خارج الأرض. بحث جديد منشور في بلوس علم الأحياء، أظهر ذلك العاثيات – الفيروسات التي تصيب البكتيريا – تتصرف بشكل مختلف في الفضاء عنها على الأرض، وتبين أن تطورها لا يمكن التنبؤ به.

طفرات غير متوقعة في الجاذبية الصغرى

وقارن العلماء في جامعة ويسكونسن في ماديسون، بقيادة فاتسان رامان، أداء العاثيات البكتيرية T7 على محطة الفضاء الدولية مع سلوكها على الأرض. أصابت العاثيات بكتيريا الإشريكية القولونية بشكل أبطأ من تلك الموجودة على الأرض. ولكن عند حدوث العدوى، تتكيف البكتيريا والفيروسات بسرعة. لاحظ العلماء طفرات لم يتم ملاحظتها في المختبرات الأرضية: فقد عززت البكتيريا آليات دفاعها، مما زاد من فرص بقائها على قيد الحياة، وأصبحت الفيروسات أكثر فعالية في الإصابة بالعدوى.

وأوضح رامان: “تستمر الكائنات الحية الدقيقة في التطور في الجاذبية الصغرى، وتفعل ذلك بطرق لا يمكن التنبؤ بها دائمًا من خلال التجارب التي تُجرى على الأرض”.

تتضمن بعض التغيرات الجينية في العاثيات الفضائية جينات لم تتم دراستها من قبل، ولم يفهم العلماء وظائفها بشكل كامل بعد. وهذا يفتح الفرص لدراسة جوانب غير معروفة من بيولوجيا الفيروسات والبكتيريا.

لماذا غيرت الجاذبية الصغرى كل شيء

على الأرض، تفترض التجارب الظروف الفيزيائية القياسية. في الفضاء، تمتزج السوائل بشكل مختلف، ويتغير تواتر الاتصالات بين الخلايا، وتوزيع العناصر الغذائية وفسيولوجيا البكتيريا. كل هذا يؤثر على معدل الإصابة بالعاثيات وطبيعة تفاعلها مع المضيف.

قال رامان: “تعتمد عدوى العاثيات على النقل وتكرار اللقاءات وعلم وظائف الأعضاء المضيف. في الفضاء، تتغير كل هذه العمليات. أردنا أن نفهم ما إذا كانت الجاذبية الصغرى تبطئ العدوى أو توجه الفيروسات والبكتيريا على طول مسارات تطورية جديدة تمامًا”.

تم إيلاء اهتمام خاص للعاثية T7، التي تأكل الإشريكية القولونية بشكل نشط. ووجدت الدراسة أن التأخير الأولي في الإصابة يرجع إلى التغيرات في حركة السوائل في الجاذبية الصغرى. ولكن بعد الاتصال، حدث التكيف السريع على كلا الجانبين.

الآثار المترتبة على السفر إلى الفضاء

بالنسبة للبعثات طويلة المدى، فإن هذه النتائج لها آثار خطيرة. الكائنات الحية الدقيقة الموجودة على متن المحطة ليست ثابتة؛ يمكن أن تتطور بطريقة تجعل تأثيرها على صحة الطاقم غير قابل للتنبؤ.

وقال رامان: “إننا نشهد طفرات في جينات غير متوقعة يمكن أن تؤثر على بقاء البكتيريا والفيروسات في الفضاء. وهذا مهم لسلامة رواد الفضاء”.

إمكانات الطب على الأرض

بعض التغييرات التي طرأت على العاثيات الموجودة على محطة الفضاء الدولية جعلتها أكثر فعالية ضد سلالات الإشريكية القولونية المقاومة للمضادات الحيوية. ويجري بالفعل تطوير العاثيات كبديل محتمل للأدوية، ويمكن أن يساعد فهم تطورها في الجاذبية الصغرى في إنشاء أدوية جديدة لعلاج الالتهابات المقاومة على الأرض.

وأضاف رامان: “نأمل أن ينظر الباحثون إلى الفضاء ليس فقط كمكان لتكرار التجارب على الأرض، ولكن كبيئة فريدة قادرة على اكتشاف أنماط بيولوجية جديدة”.

الفضاء كمختبر مستوى جديد

في المستقبل، يخطط العلماء لدراسة جينات معينة من فج T7 التي تتغير في ظروف الجاذبية الصغرى، بالإضافة إلى دراسة تأثير ظروف الفضاء على المجتمعات الميكروبية الأكثر تعقيدًا. سيساعد ذلك على فهم كيف يمكن لبيئة الفضاء الفريدة أن تفتح فرصًا جديدة لعلم الأحياء والطب على الأرض.

بالإضافة إلى ذلك، تظهر نتائج الدراسة أن بيئة الفضاء لا تكشف فقط عن آليات غير عادية للتطور الميكروبي، ولكنها توفر أيضًا معلومات يمكن تطبيقها في تطوير طرق مكافحة الالتهابات المقاومة للأدوية، وكذلك في البعثات البشرية المستقبلية إلى كواكب أخرى.