فئران مرسلة إلى الفضاء تكشف عن سبب "غير متوقع" لمواجهة رواد الفضاء فقدان العظام

ووجدت الدراسة أن الفئران التي أمضت شهرا أو أكثر في محطة الفضاء الدولية شهدت تغيرا وتنوعا أكثر في الميكروبيوم المعوي.

وتشير النتائج إلى أن الأنواع البكتيرية التي تزدهر في الفضاء ربما تكون ساهمت في زيادة إنتاج الجزيئات المعروفة بتأثيرها على التغيرات في العظام.

إقرأ المزيد

إرسال خلايا سرطانية إلى الفضاء لفهم ورم غير قابل للشفاء يصيب أدمغة الأطفال

وقال كبير المؤلفين وانيوان شي، عالم الأحياء الدقيقة والرئيس التنفيذي لمعهد فورسيث في الولايات المتحدة: "هذا مجرد مثال حي آخر يظهر التفاعلات الديناميكية بين الميكروبيوم والثدييات المضيفة. ميكروبيوم الأمعاء يراقب ويتفاعل باستمرار، وهذا هو الحال أيضا عندما يتعرض للجاذبية الصغرى. ولم نكتشف بعد ما إذا كان هناك رابط سببي بين التغييرات التي تطرأ على الميكروبيوم وفقدان العظام الملحوظ في الجاذبية الصغرى، وما إذا كان مجرد نتيجة أو تعويض فعال للعظام، ولكن البيانات مشجعة وتخلق طرق استكشاف جديدة".

ووفقا للباحثين، إذا تمكن العلماء من تحديد الميكروبات التي تدعم الحفاظ على كثافة العظام، فيمكن أن يساعد ذلك رواد الفضاء على البقاء بصحة أفضل في الفضاء ويمكن أن يساعد أيضا الأشخاص على الأرض الذين يعانون من فقدان العظام، مثل أولئك الذين يعانون من هشاشة العظام.

ولاستكشاف كيفية تغير الميكروبيوم أثناء التعرض المطول للجاذبية الصغرى، وللتحقق من الروابط المحتملة بين هذه التغييرات وكثافة العظام، أرسل الباحثون 20 فأرا إلى محطة الفضاء الدولية.

وعادت عشرة من هذه الفئران حية إلى الأرض بعد 4.5 أسابيع وتتبع الباحثون كيف تعافت القوارض.

وبقيت الفئران الفضائية العشرة المتبقية في المدار لمدة تسعة أسابيع.

وتم إيواء عشرين فأرا آخر في ظروف متطابقة، باستثناء الجاذبية الصغرى، على الأرض.

وقارن الباحثون المجتمعات الميكروبية للمجموعات المختلفة بمرور الوقت - قبل الإطلاق وبعد العودة إلى الأرض وفي نهاية الدراسة.

إقرأ المزيد

دراسة: انعدام الجاذبية قد يسبب إضعاف الروابط بين القشرة الحزامية والدماغ البيني

ووجدوا أن فئران الفضاء لديها ميكروبات أمعاء أكثر تنوعا، مع وجود نوعين محددين من البكتيريا أكثر وفرة في القوارض المعرضة للجاذبية الصغرى.

وكانت مستويات البكتيريا أعلى في القوارض التي كانت في الفضاء لمدة تسعة أسابيع مقابل 4.5 أسابيع.

وقال الدكتور شي: "هذه هي المرة الأولى في تاريخ ناسا التي يعاد فيها قارض إلى الأرض حيا. وهذا يعني أننا تمكنا من جمع معلومات حول التغيير في الفضاء ثم مراقبة تعافي الميكروبيوم عند عودتها. والخبر السار هو أنه على الرغم من تغير الميكروبيوم في الفضاء، لا يبدو أن هذه التغييرات تستمر عند العودة إلى الأرض".

والعظام ليست ثابتة، وحتى عندما ينمو الناس بشكل كامل، تتم إضافة المواد وإزالتها وتحويلها باستمرار في عملية تسمى إعادة تشكيل العظام.

واقترحت الدراسات الحديثة أن ميكروبات الأمعاء قد تؤثر على هذه العملية من خلال آليات مختلفة بما في ذلك التفاعلات مع الجهاز المناعي والهرموني.

وتنتج الميكروبات أيضا جزيئات مختلفة بسبب عملية التمثيل الغذائي الخاصة بها، ويتفاعل بعضها بشكل غير مباشر مع الخلايا المسؤولة عن إعادة تشكيل العظام.

وقال المؤلف الأول وعالم الأحياء الدقيقة جوزيف بيدري، الذي بدأ العمل أثناء وجوده في جامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس وتابعه في معهد فورسيث، إن الخبراء يتوقعون أن يؤثر السفر في الفضاء على الميكروبيوم لعدد من الأسباب.

موضحا: "أولا وقبل كل شيء، هناك القوى الفيزيائية التي تلعب دورا، مثل الجاذبية الصغرى والتعرض للإشعاع الكوني، والتي لا تؤثر على الخلايا البكتيرية فحسب، بل تؤثر أيضا على الخلايا البشرية. وبالمثل، هناك العديد من التأثيرات الناتجة على الأنظمة البيولوجية المضيفة من التعرض للجاذبية الصغرى، عدم انتظام الجهاز المناعي، والتغيرات العضلية الهيكلية، وتغيير إيقاع الساعة البيولوجية، والإجهاد، وعندما تصبح هذه الأنظمة غير متوازنة، يمكن أن تتعطل المجتمعات الميكروبية أيضا".

إقرأ المزيد

ناسا تدعم مهام الفضاء السحيق الطويلة الأمد بـ"صيدلية فلكية لصنع الأدوية عند الطلب"

ويقترح الباحثون أن أحد العوامل غير الجاذبية الصغرى الذي قد يكون أثر في تغير ميكروبيوم القوارض في الفضاء، هو حقيقة أنهم لم يكونوا قادرين على الانخراط في عملية التزاوج.

وهذا هو السلوك الطبيعي للقوارض حيث يأكلون برازهم، ما يعيد الميكروبات إلى الأمعاء.

ومع ذلك، فإن الفئران التي عادت من الفضاء بعد 4.5 أسابيع كانت قادرة على الانخراط في التزاوج عند العودة، وربما ساهم هذا في استعادة الميكروبيوم الخاص بها.

بينما تلقي هذه الدراسة الضوء على كيفية تغير الميكروبيوم أثناء السفر إلى الفضاء، يقول الباحثون إنه يجب القيام بالمزيد من العمل لفهم الارتباط المحتمل بين الميكروبيوم وكثافة العظام.

وأوضح الدكتور شي: "إذا تمكنا من معرفة الميكروبات التي تدعم الحفاظ على كثافة العظام، فقد يساعد ذلك رواد الفضاء على البقاء بصحة أفضل في الفضاء".

ويقول الباحثون إن هذه المعلومات يمكن أن تساعد أيضا الأشخاص الذين يعانون من فقدان العظام لأسباب غير متعلقة بالجاذبية على الأرض.

وصرح الدكتور شي: "من المحتمل أن يؤدي هذا إلى أدوات جديدة لإدارة الأمراض مثل هشاشة العظام أو هشاشة العظام، لذلك فهي ليست مجرد قصة معزولة في الفضاء".

تم نشر النتائج في مجلة Cell Reports.

المصدر: إندبندنت