Het International Space Station is een broedplaats voor bacteriën en schimmels

Een uitgebreid onderzoek naar bacteriën en schimmels op oppervlaktes in het International Space Station heeft een indrukwekkend aantal micro-organismes opgeleverd. De impact van die massa bacteriën op de gezondheid van de astronauten is nog onduidelijk.

Microbioom

Sinds de start van het ISS in 1998 is het ruimtestation door meer dan 200 astronauten bezocht. Deze reizigers hebben een breed scala aan micro-organismes geïntroduceerd. Ook de vele vrachtvluchten hebben hieraan een bijdrage geleverd. Maar terwijl de astronauten ook weer terugkeren naar de Aarde blijven de micro-organismen achter. Nieuw onderzoek dat in het tijdschrift Microbiome is gepubliceerd toont een uitgebreide catalogus van schimmels en bacteriën die in het ISS leven. Het toont ook een karakteristiek en steeds veranderend microbiologisch profiel. NASA en andere ruimtevaartorganisaties gaan dit onderzoek gebruiken om veiligheidsmaatregelen te ontwikkelen voor het ISS en andere langdurige ruimtemissies.

Het ISS is een hermetisch gesloten omgeving en biedt daarom een kenmerkend microbioom. Leven in de ruimte is voor ziektekiemen anders dan op Aarde. De zwaartekracht is verwaarloosbaar, de blootstelling aan straling is er verhoogd en er zijn maar weinig concurrerende micro-organismen. NASA is geïnteresseerd in welke ziektekiemen in welke hoeveelheden in het ISS aanwezig zijn. Daarnaast wil de NASA weten hoe het microbioom gedurende de tijd veranderd.

Specifieke micro-organismes die in afgesloten ruimtes leven zijn van invloed op de menselijke gezondheid. Ze beïnvloeden onze gevoeligheid voor allergieën, infectieziektes of het “sick building”-syndroom. De invloed van dit microbioom op de menselijke gezondheid wordt erg belangrijk voor astronauten die gedurende hun ruimtevluchten te maken hebben met een veranderende immuniteit en door het gebrek aan uitgebreide medische zorg zoals die op Aarde beschikbaar is.

Verschillende factoren

Micro-organismes in het ISS worden door verschillende factoren beïnvloed. Ventilatie, luchtvochtigheid, luchtdruk en de vorm van het ruimtestation. De hoeveelheid en diversiteit wordt ook beïnvloed door het aantal astronauten aan boord en door de verschillende activiteiten die worden uitgeoefend.

NASA en andere ruimtevaartorganisaties hebben al geprobeerd om de microbiologische bevolking van het ISS met behulp van traditionele methodes te monitoren. Het probleem is dat een belangrijk deel van de micro-organismen – tussen de 40% en 46% – niet kan groeien in traditionele petrischalen. Dat maakt het lastig tot onmogelijk om ze te detecteren. Voor het nieuwe onderzoek werd een nieuwe methode van monsterneming en een nieuwe analysemethode ontwikkeld die is gebaseerd op zowel traditionele methodes als op moleculair gebaseerde technieken. Het is daarmee het meest uitgebreide onderzoek naar micro-organismes in het ISS tot nu toe.

Monsternames

Astronauten van de NASA namen met behulp van steriele doekjes veegmonsters van acht gedefinieerde plekken in het ISS. Ze deden dat drie keer in een periode van 14 maanden. De plekken waren druk bezochte en minder druk bezochte delen van het ISS waaronder het kijkvenster, het toilet, de gym, een voorraadrek, de eettafel en de slaapkamers. De eerste twee monsterrondes werden op 4 maart 2015 en twee maanden later op 15 mei 2015 uitgevoerd door astronaut Terry Virts. De laatste monsterronde werd op 6 mei 2016 uitgevoerd door astronaut Jefffrey Williams. De monsters werden voor analyse naar de Aarde gebracht.

Het ISS lijkt een koude en steriele plek in de ruimte maar de analyses toonden aan dat het er wemelt van de micro-organismen. Volgens de testen zijn de meest voorkomende bacteriën Staphylococcus (26%), Pantoea (23%), Bacillus (11%), Staphylococcus aureus (10%) en Pantoea conspicua en Pantoea gavinae (beiden 9%). De schimmels bestonden hoofdzakelijk uit Rhodotorula mucilaginosa.

De meeste micro-organismen in het ISS zijn te linken aan mensen. Zo is Enterobacter bijvoorbeeld te linken aan het menselijke maagdarmstelsel en Staphylococcus aureus wordt vaak op de menselijke huid gevonden. Sommige van deze micro-organismen zijn opportunistische pathogenen en dat betekent dat ze zich gemakkelijk aan kunnen passen en gebruikmaken van ongewone omstandigheden om hun gastheer te besmetten. Fascinerend genoeg komt het microbiologische profiel in het ISS behoorlijk goed overeen met wat we in andere menselijke omgevingen op Aarde zien zoals sportscholen en ziekenhuizen.

Ziektemakers

Of deze opportunistische bacteriën de astronauten in het ISS ziek kunnen maken is niet bekend. Dat hangt af van een aantal factoren zoals de gezondheidstoestand van de bemanningsleden en hoe deze organismen functioneren in de ruimte. Dat neemt niet weg dat het belangrijk is om deze potentiële ziektekiemen in de ruimte te bestuderen.

De analyseresultaten laten zien dat schimmelkolonies in de tijd stabiel zijn maar dat de populaties van de verschillende bacteriën op en neer gaan. Dat heeft vermoedelijk te maken met de verschillende astronauten aan boord van het ISS.

Verontrustend is wel dat er bacteriestammen zijn gevonden die biofilms kunnen vormen. Deze biofilms kunnen zorgen voor mechanische blokkades, het verhinderen van efficiënte hitteoverdracht en corrosie veroorzaakt door micro-organismen. Dergelijke bacteriën zijn Methylobacterium, Sphingomonas, Bacillus Penicillium en Aspergillus. Welke rol ze spelen bij corrosie in het ISS moet nog worden onderzocht. Als onderhoud van binnenuit lastig uit te voeren is dan kunnen ze tijdens langdurige missie mogelijk wel een negatieve invloed hebben op de sterkte van een ruimteschip.

Uitgerust met deze kennis van de NASA nu studies opzetten die de potentiële effecten van deze organismen op de menselijke gezondheid en de structurele integriteit van het ISS onderzoeken. De verkregen inzichten zijn niet alleen belangrijk voor het ruimtestation maar ook voor langdurige missies naar Mars en verder.

Goede en slechte bacteriën

Overigens zijn niet alle bacteriën slecht. We zijn voor onze gezondheid afhankelijk van verschillende bacteriën. Het belangrijkste hier is het begrijpen hoe bepaalde bacteriën en schimmels reageren op de andere omstandigheden in de ruimte en hoe die veranderingen de menselijke gezondheid kunnen beïnvloeden. Sommige bacteriën bijvoorbeeld zijn lastiger te doden in de ruimte. Het is niet nodig of wenselijk om alle ziekteverwekkers uit het ISS weg te krijgen maar dit onderzoek levert wel een bijdrage aan de gezondheid en veiligheid van zijn bezoekers.

Bron: microbiome

Noot: Het microbioom van het menselijk lichaam is een massa van ongeveer 2 kilo die bestaat uit goede bacteriën. Deze bacteriën leven onder andere in je darmen maar ook in je mond, in je neus en op je handen. De gezondheid van je microbioom is super belangrijk voor je lichaam. Zo heeft je microbioom een hele grote invloed op je immuunsysteem, de ontwikkeling van je hersenen en het verteren van je eten. Het microbioom functioneert ook als een waarschuwingssysteem, binnen in je lichaam, voor ziekten zoals kanker. Er is echter een groot probleem. Het evenwicht van je microbioom wordt namelijk drastisch verstoord door allerlei leefstijl- en leefomgeving gerelateerde factoren.

Eerste publicatie: 10 april 2019
Bron: diverse persberichten, Gizmodo