Учёные из Университета Висконсин–Мэдисон (США) опубликовали результаты исследования, показывающие, что условия космического пространства способны вызывать мутации в вирусах-бактериофагах, которые делают их более эффективными в борьбе с бактериями, устойчивыми к антибиотикам. Эти результаты были получены в рамках экспериментов на Международной космической станции (МКС) и опубликованы в журнале PLOS Biology в начале 2026 года.
Антибиотикорезистентность — глобальная проблема медицины
Устойчивость бактерий к антибиотикам — это один из серьёзных вызовов современной медицины: многие патогенные микроорганизмы, такие как кишечная палочка, устойчивы к нескольким классам антибиотиков. Это приводит к затруднениям при лечении обычных инфекций, включая инфекции мочевыводящих путей, и способствует росту смертности от бактериальных заболеваний.
Создание новых антибактериальных стратегий становится критически важным. Одним из подходов, изучаемых учёными уже десятилетиями, является использование бактериофагов — вирусов, которые специально инфицируют и уничтожают бактерии. Фаги давно рассматриваются как возможное дополнение или альтернатива традиционным антибиотикам, особенно при лечении резистентных инфекций.
Эксперимент на МКС: фаги и бактерии в невесомости
В исследовании команда профессора Ватсана Рамана (Vatsan Raman) специально подготовила наборы бактериофагов T7 и штаммов Escherichia coli (E. coli), которые являются распространёнными бактериями и часто участвуют в инфекциях у людей. Эти образцы были доставлены на МКС, где были инкубированы в условиях микрогравитации вместе с контролем на Земле.
Эксперимент продолжался около 25 дней. По возвращении на Землю учёные сравнили генетические изменения как у вирусов (фагов), так и у бактерий, выращенных в космосе, с теми, что росли на Земле под обычным гравитационным воздействием.
Космос стимулирует уникальные мутации
Секвенирование геномов показало, что оба организма — и бактерии, и вирусы — претерпели отличающиеся от земных мутации. Особенно интересными оказались изменения в бактериофагах, которые повлияли на белок, отвечающий за связывание вируса с бактериальной клеткой (receptor-binding protein).
В микрогравитации вирусам было сложнее найти и инфицировать бактерии из-за особенностей перемешивания среды. Это привело к тому, что фаги развили мутации, усиливающие их способность захватывать бактериальные клетки, в том числе такие, которые формируют защитные структуры на поверхности или имеют устойчивость к обычным способам атаки.
Фаги, мутировавшие в космосе, оказались эффективнее
После возвращения на Землю проведённые испытания показали, что фаги, подвергшиеся развитию в космосе, были особенно эффективны против штаммов E. coli, устойчивых к антибиотикам, в том числе тех, которые часто вызывают инфекции мочевыводящих путей у людей. Такие штаммы обычно плохо реагируют на стандартные фаги и антибиотики, но фаги с космическими мутациями атаковали их успешнее.
Это открытие указывает, что эволюция в условиях микрогравитации может стимулировать появление комбинаций генетических изменений, которые трудно получить в земных лабораториях, но которые имеют реальную пользу для медицины.
Как это может помочь решению кризиса антибиотиков
Результаты исследования показывают, что эксперименты в космосе могут стать источником новых биологических механизмов, которые затем можно использовать на Земле для борьбы с устойчивыми инфекциями. Получение фагов с улучшенными свойствами может способствовать разработке фаговой терапии — подхода, при котором вирусы используются для уничтожения бактериальных патогенов вместо или в дополнение к антибиотикам.
Устойчивость бактерий к антибиотикам является серьёзной глобальной проблемой здравоохранения, поскольку она усугубляется широким применением традиционных антибиотиков и эволюцией микроорганизмов в ответ на давление лекарственных средств. Фаги, адаптированные в особых условиях, таких как микрогравитация, могут предложить новые пути воздействия на такие инфекции.
Ограничения и перспективы
Несмотря на перспективность результатов, важно подчеркнуть, что данная работа является ранним этапом исследований, и практическое применение таких фагов в клинической практике потребует дальнейших проверок, тестирования эффективности и безопасности на земных моделях и в клинических условиях.
Кроме того, масштабирование подобных экспериментов для получения значительных количеств терапевтических фагов потребует специализированных лабораторий и инфраструктуры, возможно за пределами МКС.
Заключение
Эксперименты, проведённые на Международной космической станции, показали, что условия микрогравитации могут изменять эволюционные траектории бактерий и их вирусов, приводя к образованию мутаций, которые оказываются полезными в борьбе с устойчивыми инфекциями. Такие результаты объясняют, почему изучение микробиологии в космосе не только важно для здоровья астронавтов, но и может иметь прямое практическое значение для решения одной из ключевых медицинских проблем XXI века — кризиса антибиотиков.
Источники:
Статья создана по материалам UniverseToday.com
