אסטרונאוטים, היזהרו: ניסוי שנעשה בתחנת החלל הבינלאומית גילה שחיידקים שגדלים בחלל מפתחים דרכים חדשות להתמודד עם אנטיביוטיקה

אחד הדברים החשובים שאסטרונאוטים עושים בחלל זה ניסויים מדעיים. התנאים הייחודיים בריחוף בנפילה חופשית סביב כדור הארץ, מטילים בספק הרבה ממה שאנחנו מכירים בכבידה הרגילה של עולמנו. זה נכון אפילו לחיידק שנחקר כבר למעלה ממאה שנים – אשרכיה קולי (E.coli) המפורסם.

חוקרים מאוניברסיטת קולורדו בארצות הברית רצו לבדוק אם חיידקי  E.coli מגיבים אחרת לאנטיביוטיקה כשהם גדלים בחלל. לשם כך יזמו שיתוף פעולה עם סוכנות החלל האמריקאית נאס"א, השותפה הבכירה בתחנת החלל הבינלאומית המרחפת בגובה של 400 קילומטר מעל כדור הארץ.

לצורך הניסוי גידלו החוקרים חיידקי E.coli במכלים מיוחדים. 44 מכלים גודלו בתחנת החלל ועשרים נוספים נשארו על כדור הארץ בתור ביקורת. החוקרים ביקשו לבדוק איך החיידקים מתמודדים עם ריכוזים שונים של אנטיביוטיקה בחלל, ולשם כך גידלו את החיידקים עם שבעה ריכוזים שונים של אנטיביוטיקה מסוג גנטימיצין סולפט. בארבעת הריכוזים הגבוהים ביותר השתמשו החוקרים רק בחלל, כיוון שניסויים קודמים כבר הראו שחיידקי E.coli לא שורדים בריכוזים גבוהים כאלה על פני כדור הארץ.

בתום הניסוי שימרו את החיידקים בחומר מקבע כדי לשמור על שלמותם בדרכם חזרה לארץ, ועשו אותו דבר גם לחיידקים בדגימות שלא שוגרו לחלל. בתור ביקורת נוספת בדקו חיידקים ששהו בחלל בלי שקיבלו שום טיפול אנטיביוטי.

האסטרונאוט ריק מסטרקיו עם אחד ממכלי הגידול של החיידקים, ליד האינקובטור | צילום מתוך מאמר המחקרהאסטרונאוט ריק מסטרקיו עם אחד ממכלי הגידול של החיידקים, ליד האינקובטור | צילום מתוך מאמר המחקר
 

לאחר שהחיידקים הוחזרו הביתה בדקו החוקרים כמה מדדים, בהם קצב הגדילה, גודל התא ועובי המעטפת שלו. התוצאות עלו על הדמיונות הפרועים ביותר. התברר שבחלל דרוש ריכוז הרבה יותר גבוה של אנטיביוטיקה כדי לחסל את חיידקי ה-E.coli. החיידקים שנחשפו לאנטיביוטיקה בחלל גדלו במספרם פי 13 לעומת החיידקים שעל כדור הארץ, ואפילו חיידקי חלל שנחשפו לאנטיביוטיקה בריכוזים שחיסלו לגמרי את חבריהם בכדור הארץ עדיין שרדו היטב.

בנוסף ראו החוקרים שינויים בגודל התא ובצורתו. חיידקי החלל נראו קטנים יותר מהחיידקים שגדלו בכדור הארץ. ייתכן שזה סייע להם להתמודד עם הטיפול האנטיביוטי, שכן שטח הפנים שלהם היה קטן יותר ואיפשר לפחות מולקולות אנטיביוטיקה לחדור לתוכם.

יתר על כן, כדי להתגונן מהאנטיביוטיקה פיתחו חיידקי החלל שכבת מגן נוספת על ידי עיבוי המעטפת והקרום החיצוני שלהם. בניגוד לאחיהם על פני כדור הארץ, הם גדלו בגושים בתוך מצע הגידול, כך ששכבת החיידקים החיצונית הגנה  על החיידקים הפנימיים מפני החשיפה לאנטיביוטיקה.

אם כל זה לא מספיק, החוקרים הבחינו שבריכוז האנטיביוטיקה הגבוה ביותר, החיידקים ששהו בחלל פיתחו בועיות קטנות על פני מעטפת התא שעזרו להם להתפשט הלאה. תופעה כזאת לא נראתה כלל בחיידקים שנשארו בכדור הארץ.

חיידקי החלל (מימין) עם הבועיות בשוליהם, לעומת חיידיקם מתרבית זהה על כדור הארץ | צילום מתוך מאמר המחקרחיידקי החלל (מימין) עם הבועיות בשוליהם, לעומת חיידיקם מתרבית זהה על כדור הארץ | צילום מתוך מאמר המחקר

כל הממצאים מעידים על מנגנוני הגנה מאנטיביוטיקה שהחיידקים הצליחו לפתח ברגע שלא היו תלויים יותר בכבידת כדור הארץ. "חיוני שנבין את ההתנהגות של חיידקים בחלל", מסביר לואיס זי (Zea) מצוות המחקר, "גם כדי להבין טוב יותר התפתחות של מנגנוני עמידות של חיידקים על כדור הארץ, אבל גם למקרה שבו חיידקים ששהו בחלל ימצאו את דרכם בחזרה לארץ יחד עם צוות האסטרונאוטים והחללית, או במקרה שאחד מאנשי הצוות יחלה במהלך משימה בחלל".

3 תגובות

  • אנונימי

    מגיע לכם פרס הוגו על הכותרת

    למרות שזה די קליקבייט, כי אפשר בקלות להבין מהכותרת שיש איזה גזע חוצני של חיידקים משודרגים שמשוטטים להם במרחב הבין כוכבי :)

  • צב מעבדה

    יחס שטח פנים נפח

    עבור אותה צורה, ככל שהגוף קטן היחס בין שטח הפנים לנפח גדל, ולא קטן, כמו שכתוב, כך שלא בטוח שההסבר הנסמך על יחס שטח פנים נפח, שמוזכר בכתבה הוא ההסבר הסביר.

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןיעל גרופר

    תשובה: יחס שטח פנים נפח

    שלום,
    בעיקרון הטענה שלך בהחלט נכונה, זה נכון שהיחס בין שטח הפנים לנפח משתנה עם הגודל, אבל הם לא מדברים על היחס הזה. הם מציינים שהנפח של החיידק קטן יותר וגם שטח הפנים שלו קטן יותר, לכן המספר המוחלט של מולקולות אנטיביוטיקה שיכול להיכנס – קטן יותר.
    להלן ציטוט מתוצאות המחקר עצמו:
    Cell Size
    The average volume of the spaceflight cells was 37% of the Earth controls. The reduction in volume, and therefore surface area and cross-section, translates into a lower probabilistic rate of diffusion-driven molecule–cell interactions. מקווה שזה מבהיר יותר את הכתוב בכתבה.
    יעל