Бактерии с МКС агрессивнее своих предшественников и угрожают людям

Первые исследования микроорганизмов в космосе провели еще в 1960-х годах, когда СССР и США только начинали активно осваивать внеземное пространство. В то время было обнаружено, что некоторые виды бактерий и грибов могут выживать и даже размножаться за бортом космического аппарата. Их негативное воздействие на себе испытала первая в мире многомодульная орбитальная станция «Мир», запущенная Советским Союзом в 1986 году. В 1997 году там произошло серьезное происшествие — отказал блок управления прибора связи с Землей. Благодаря резервной системе сообщение удалось восстановить.

Орбитальная станция «Мир», 1996 год Фото: © Public Domain

Причина поломки стала известна только после доставки вышедшего из строя прибора на Землю. Оказалось, что плесневые грибы практически полностью уничтожили изоляцию проводов, которые покрылись многочисленными синими наростами, что и привело к замыканию. Тогда члены экипажа заметили, что некая пленка, напоминающая пену, стала распространяться по всему иллюминатору. Потом выяснилось, что он частично разрушен грибами и бактериями. И это несмотря на то, что стекло было кварцевым, сверхпрочным, обрамленным титаном и покрытым эмалью.

Плесень на иллюминаторе и бактерии, которые разъели алюминий на борту космической станции «Мир» Фото: © cosmology.com

Дело в том, что бактерии, живущие в космосе, намного агрессивнее своих земных аналогов. Они прекрасно приспособлены к выживанию в радиационно-интенсивной среде, которая в сотни раз агрессивнее той, к которой мы привыкли. Скорее всего, эти космические организмы путешествуют в виде спор. Но как только они вступают в контакт с метеорами, астероидами, космическими кораблями и станциями, то пробуждаются от долгого «сна» и начинают питаться и размножаться, считают специалисты. Грибы способны «пожирать» металлы, пластмассы, стекло и других живых существ.

В NASA не сразу признали существующую проблему. Всерьез озаботилось ею как раз после экспедиции 1997 года. На борту станции «Мир» тогда был американский астронавт Джерри Линенджер, который и рассказал, как молниеносно размножаются космические бактерии. С такой же проблемой позже столкнулись и на Международной космической станции (МКС).

Избавиться от таких «гостей» совсем не просто. Они создают биопленки, которые устойчивы к антибактериальным препаратам и дезинфицирующим средствам. Для борьбы с этой проблемой ученые разрабатывают новые методы очистки и дезинфекции, а также исследуют способы контроля микроклимата на борту космических станций. Кроме того, образцы микроорганизмов тщательно собирают, упаковывают и доставляют на Землю для детального анализа.

Екатерина Минская Фото: © Ярослав Яровой / Пресс-служба «Сириуса»

Во время космического полета у космонавтов наблюдаются нарушения врожденных и адаптивных иммунных реакций, а также инфекции кожи, мочевыводящих путей и верхних дыхательных путей, об этом рассказывает молекулярный биолог и вирусолог Екатерина Минская — ведущий научный сотрудник Научного центра трансляционной медицины Университета «Сириус».

«Любопытно, что у астронавтов даже наблюдалось более высокое содержание генетических маркеров устойчивости к противомикробным препаратам по сравнению с предполетными образцами. Способность микробов вызывать заболевания у человека на орбите зависит от состояния его здоровья и от того, как эти организмы функционируют в космической среде.

Но по возвращении на Землю микробиомы обычно возвращаются к исходному состоянию, что дополнительно подчеркивает уникальное влияние космоса

Пока неясно, представляют ли эти мутантные, устойчивые к лекарствам бактерии опасность для людей на Земле. И чем лучше они будут изучены, тем выше вероятность найти успешные подходы борьбы с ними», — отмечает она.

Екатерина Минская также подчеркивает, что и на Земле существуют сотни неописанных видов микроорганизмов и регулярно появляются новые мутированные. Они тоже используют механизм адаптации, например к суровым для них больничным условиям. 

Японский эксперимент

Ученые из University of Tokyo провели трехлетний эксперимент, по итогам которого удалось выяснить, что бактерии рода Deinococcus могут пережить путешествия в суровых космических условиях протяженностью в несколько лет. Для этого в 2015 году они прикрепили микроорганизмы на внешние панели японского экспериментального модуля «Кибо» Международной космической станции. В 2018-м их сняли и выяснили, что бактерии размером чуть больше полумиллиметра оказались крепким орешком. Несмотря на то что некоторые из них умирали, они успевали создать защитный слой для своих сородичей, находившихся под ним, обеспечивая выживание всей колонии. Авторы исследования подсчитали, что такие существа способны просуществовать на поверхности космического корабля от 15 до 45 лет — этого вполне достаточно, чтобы перенести межпланетное путешествие.

В свежем исследовании специалисты из Indian Institute of Technology Madras изучали бактерии Enterobacter bugandensis, обнаруженные на МКС. Всего проанализировали 13 штаммов. Обычно эти микроорганизмы встречаются в почве, воде и сточных водах, а также в кишечнике и фекалиях. Некоторые из них считаются патогенными и вызывают инфекции у людей с ослабленным иммунитетом. Энтеробактеры были обнаружены на орбитальной станции еще в 2015 году, а сегодня они уже давно обжились на ее борту. На Земле их образцы хранятся в одной из лабораторий NASA.

Обзорный купол МКС Фото: © Public Domain

Результаты исследования показали, что все 13 штаммов обладают высокой устойчивостью к антибиотикам, а значит, несут особую угрозу человеку. К тому же они взаимодействуют с другими бактериями, по сути, поддерживая их жизнеспособность. Например, к таким относятся Staphylococcus saprophyticus. Зачастую они становятся возбудителями многих инфекций.

Дело в том, что на МКС нет возможности проводить сложные медицинские процедуры, и в случае заражения с ними будет сложно бороться. А если эти бактерии достигнут Земли, то последствия могут быть непредсказуемыми. И такой исход вполне возможен — за годы существования орбитальной станции на ее борту побывало около 300 человек.