blog.thelawofficeofdwightday.com

Perubahan pada bakteri usus penjelajah luar angkasa mungkin terkait dengan pengeroposan tulang, demikian ungkap penelitian pada tikus yang dikirim ke Stasiun Luar Angkasa Internasional (ISS).

Tikus yang menghabiskan satu bulan atau lebih di ISS telah mengubah mikrobioma usus – bakteri, yang lebih beragam, demikian temuan studi tersebut.

Temuan ini menunjukkan bahwa spesies bakteri yang berkembang di luar angkasa mungkin berkontribusi pada peningkatan produksi molekul yang diketahui mempengaruhi perubahan pada tulang.

Penulis senior Wenyuan Shi, seorang ahli mikrobiologi dan CEO di Forsyth Institute di AS, mengatakan: “Ini hanyalah contoh nyata yang menunjukkan interaksi dinamis antara mikrobioma dan inang mamalia.

“Mikrobioma usus terus memantau dan merespons, dan hal ini juga terjadi saat Anda terpapar gayaberat mikro.

“Kami belum mengetahui apakah ada hubungan sebab akibat antara perubahan mikrobioma dan kehilangan tulang yang diamati dalam gayaberat mikro, dan apakah ini hanya sebuah konsekuensi atau kompensasi aktif untuk melakukan mitigasi, namun data ini memberi semangat dan membuka jalan baru untuk melakukan mitigasi. eksplorasi.”

Menurut para peneliti, jika para ilmuwan dapat menentukan mikroba mana yang mendukung pemeliharaan kepadatan tulang, hal ini dapat membantu astronot tetap sehat di luar angkasa dan juga dapat membantu orang-orang di Bumi yang menderita pengeroposan tulang, seperti penderita osteoporosis.

Untuk mengeksplorasi bagaimana mikrobioma berubah selama paparan gayaberat mikro dalam waktu lama, dan untuk menyelidiki kemungkinan hubungan antara perubahan ini dan kepadatan tulang, para peneliti mengirim 20 tikus ke ISS.

Sepuluh dari hewan pengerat ini kembali ke Bumi hidup-hidup setelah 4,5 minggu dan para peneliti melacak bagaimana mereka pulih.

Sepuluh tikus luar angkasa yang tersisa tetap berada di orbit selama sembilan minggu.

Dua puluh tikus “pengendali darat” ditempatkan dalam kondisi yang sama – tanpa gayaberat mikro – di Bumi.

Para peneliti membandingkan komunitas mikroba untuk kelompok yang berbeda dari waktu ke waktu – sebelum peluncuran, setelah kembali ke Bumi, dan pada akhir penelitian.

Mereka menemukan bahwa tikus luar angkasa memiliki mikrobioma usus yang lebih beragam, dengan dua jenis bakteri tertentu yang jauh lebih banyak terdapat pada hewan pengerat yang terpapar gayaberat mikro.

Tingkat bakteri bahkan lebih tinggi pada hewan pengerat yang telah berada di luar angkasa selama sembilan minggu dibandingkan 4,5 minggu.

Dr Shi berkata: “Ini adalah pertama kalinya dalam sejarah NASA seekor hewan pengerat dikembalikan ke Bumi hidup-hidup.

“Ini berarti kami dapat mengumpulkan informasi tentang perubahan ruang angkasa dan kemudian memantau pemulihan mikrobioma mereka ketika mereka kembali.

“Kabar baiknya adalah meskipun mikrobioma berubah di luar angkasa, perubahan ini tampaknya tidak bertahan lama ketika mereka kembali ke Bumi.”

Tulang tidak bersifat statis, dan bahkan ketika manusia sudah dewasa, material terus menerus ditambahkan, dihilangkan, dan dipindahkan dalam proses yang disebut remodeling tulang.

Penelitian terbaru menunjukkan bahwa mikroba usus dapat mempengaruhi proses ini melalui beberapa mekanisme, termasuk interaksi dengan sistem kekebalan dan hormonal.

Mikroba juga menghasilkan berbagai molekul sebagai hasil metabolisme mereka sendiri, dan beberapa di antaranya bekerja secara tidak langsung dengan sel-sel yang bertanggung jawab untuk remodeling tulang.

Penulis pertama dan ahli mikrobiologi Joseph Bedree, yang memulai penelitian ini saat berada di UCLA dan melanjutkannya di Forsyth Institute, mengatakan para ahli memperkirakan perjalanan luar angkasa akan mempengaruhi mikrobioma karena sejumlah alasan.

Dia menjelaskan: “Pertama-tama, ada kekuatan fisik yang berperan, seperti gayaberat mikro dan paparan sinar kosmik, yang tidak hanya mempengaruhi sel bakteri, tetapi juga sel manusia.

“Demikian pula, ada banyak efek konsekuensial pada sistem biologis inang dari paparan gayaberat mikro—ketidakteraturan sistem kekebalan tubuh, perubahan muskuloskeletal, perubahan ritme sirkadian, stres—dan ketika sistem tersebut menjadi tidak seimbang, komunitas mikroba berpotensi terganggu juga.”

Para peneliti berpendapat bahwa salah satu faktor non-gravitasi mikro yang mungkin mempengaruhi perubahan mikrobioma hewan pengerat di luar angkasa adalah fakta bahwa mereka tidak dapat melakukan koprofagi.

Ini adalah perilaku normal hewan pengerat dimana mereka memakan kotorannya sendiri, yang membawa mikroba kembali ke usus.

Namun, tikus yang kembali dari luar angkasa setelah 4,5 minggu dapat melakukan koprofagi saat kembali dan ini mungkin berkontribusi pada pemulihan mikrobioma mereka.

Meskipun penelitian ini menyoroti bagaimana mikrobioma berubah selama perjalanan luar angkasa, penulis mengatakan masih banyak penelitian yang perlu dilakukan untuk memahami kemungkinan hubungan antara mikrobioma dan kepadatan tulang.

Dr Shi berkata: “Jika kita dapat mengetahui mikroba mana yang mendukung pemeliharaan kepadatan tulang, hal ini dapat membantu astronot tetap sehat di luar angkasa.”

Para peneliti mengatakan informasi ini juga dapat membantu orang-orang di Bumi yang menderita pengeroposan tulang karena alasan yang tidak berhubungan dengan gravitasi.

“Hal ini berpotensi menghasilkan alat baru untuk menangani penyakit seperti osteopenia atau osteoporosis, jadi ini bukan hanya cerita yang terisolasi di luar angkasa,” kata Dr Shi.

Temuan ini dipublikasikan di jurnal Cell Reports.