p Um novo estudo da Northwestern University descobriu que o vôo espacial - tanto a bordo de um ônibus espacial ou da Estação Espacial Internacional (ISS) - tem um efeito consistente no microbioma intestinal p Os pesquisadores da Northwestern desenvolveram uma nova ferramenta analítica para comparar dados do microbioma de camundongos já em 2011. Chamado STARMAPS (Teste de Similaridade para Padrões de Abundância de Microbioma Reproduzível e Acordante), a ferramenta indica que o vôo espacial causa uma mudança consistente na abundância, proporções e diversidade de bactérias no intestino.

p Talvez o mais surpreendente, a equipe também usou STARMAPS para comparar dados de voos espaciais com dados coletados de estudos baseados na Terra sobre os efeitos da radiação no intestino. Eles efetivamente descartaram a radiação espacial como a causa das mudanças no microbioma durante o vôo espacial.

p "A radiação definitivamente tem um efeito sobre o microbioma intestinal, "disse Martha Vitaterna da Northwestern, quem conduziu o estudo. "Mas esses efeitos não se parecem com os que vimos em voos espaciais."

p O estudo foi publicado na semana passada na revista Microbiome. Vitaterna é um professor pesquisador em neurobiologia no Weinberg College of Arts and Sciences de Northwestern. Peng Jiang, professor assistente de pesquisa em neurobiologia em Weinberg, foi o primeiro autor do artigo.

p Vitaterna e seu colaborador de longa data Fred W. Turek, também de Northwestern, liderou a seção de microbioma do Twin Study da NASA, que comparou as mudanças fisiológicas no astronauta Scott Kelly com seu gêmeo ligado à Terra, Mark. Embora o Turek e o Vitaterna tenham descoberto que um ano no espaço afetou o microbioma intestinal do astronauta Scott Kelly, não eram dados suficientes para tirar conclusões gerais sobre os efeitos dos voos espaciais no corpo humano.

p "Se vamos enviar humanos a Marte ou em longas missões à lua, é essencial compreender os efeitos da exposição de longo prazo do ambiente espacial em nós - e nos trilhões de bactérias que viajam conosco, "disse Turek, o professor Charles e Emma Morrison de neurobiologia em Weinberg, quem é o co-autor do artigo. "Embora tenhamos estudado os efeitos de um ano no espaço na microbiota de Scott Kelly, precisamos usar ratos em maior número para estabelecer os efeitos do espaço. "

p A necessidade produz ferramentas

p A NASA estudou os efeitos da microgravidade nos processos biológicos dos camundongos por muitos anos. No outono de 2014, entregou seu primeiro grupo de ratos à ISS para uma estadia de 37 dias. Desde aquele experimento (chamado Rodent Research-1), Posteriormente, a NASA entregou mais sete grupos de ratos para a ISS, incluindo o experimento Rodent Research-7 da equipe da Northwestern.

p Vitaterna e Jiang começaram com amostras da Rodent Research-1, que incluiu o grupo de voos espaciais mais um grupo de controle de solo correspondente, um grupo de linha de base e um grupo de laboratório que foi alojado em uma instalação convencional de camundongos pelo mesmo período da viagem. Eles também analisaram amostras de ratos da missão final do ônibus espacial americano, STS 135, que foi lançado em 2011.

p Os pesquisadores têm lutado para processar todos os dados por causa da quantidade total deles. Existem centenas de espécies bacterianas diferentes no intestino, e diferentes indivíduos podem ter comunidades bacterianas intestinais muito diferentes no início de um experimento. Isso torna difícil detectar quando há uma resposta consistente.

p "Não havia uma abordagem estatística para fazer este trabalho, "Vitaterna disse." As ferramentas não existiam, então nós os inventamos. É um caso clássico de como a necessidade é a mãe da invenção. "

p "Sabíamos que o voo espacial afeta o microbioma, então poderíamos ter olhado para isso de forma anedótica, "Disse Jiang." Mas há muitas limitações para isso. Precisávamos de um mais abrangente, visão de alto nível. Então, poderíamos dizer que as mudanças no microbioma são comparáveis ​​entre vários voos espaciais. "

p Mapeando o microbioma

p STARMAPS fornece um novo método para colocar todos os dados de diferentes experimentos no mesmo espaço multidimensional. Assim, os usuários podem ver mais facilmente os padrões em que diferentes tipos de bactérias se tornam mais ou menos abundantes em diferentes condições.

p Usando esta ferramenta, os pesquisadores da Northwestern perceberam imediatamente que os microbiomas no voo espacial e nos ratos de controle terrestre eram muito diferentes dos outros dois grupos. O grupo de controle terrestre vive em um simulador de ambiente que corresponde diretamente aos habitats dos voos espaciais. A composição do gás, temperatura e dieta são exatamente as mesmas.

p “Descobrimos que o habitat tem um grande impacto, "Disse Vitaterna.

p Embora os pesquisadores não tenham usado STARMAPS para analisar amostras coletadas do astronauta Scott Kelly durante seu ano no espaço, eles notaram que seus dados se ajustam ao mesmo, padrão consistente causado por voos espaciais.

p "Algumas das mudanças de alto nível são semelhantes, "Disse Jiang." Vimos as proporções dos mesmos principais tipos de bactérias mudarem na mesma direção e um ligeiro aumento na diversidade geral. Isso é consistente. "

p Excluindo radiação

p Mas, ainda, o voo espacial e os microbiomas dos camundongos de controle terrestre eram bastante diferentes um do outro. Isso prova que há um efeito distinto do vôo espacial. Para descobrir o que pode causar esse efeito, os pesquisadores cavaram mais fundo.

p Uma possibilidade era que a exposição à radiação no espaço pudesse causar a mudança do microbioma. Jiang encontrou vários estudos baseados na Terra sobre os efeitos da radiação no microbioma do camundongo e os analisou com o STARMAPS. Eles descobriram que as mudanças no microbioma causadas por voos espaciais e radiação não coincidiam.

p Vitaterna e Jiang acreditam que a microgravidade pode causar o efeito de voo espacial, mas eles concordam que mais trabalho precisa ser feito. Eles estão atualmente processando amostras do Rodent Research-7 e esperam que os dados contenham mais pistas. Vitaterna disse que a diversidade e a proporção de bactérias intestinais durante voos espaciais se parecem muito com o estresse.

p "Compreender os fatores que podem reduzir este tipo de mudança no microbioma seria uma informação útil para se ter - para compensar os efeitos do estresse na Terra, "Ela disse." Entender quais fatores genéticos contribuem para as diferenças nas cepas de bactérias será útil para o desenvolvimento de contramedidas que podem proteger seu microbioma durante períodos estressantes. "