Pesquisas de Microgravidade está ajudando os cientistas a entender os fungos dentro de nós!

Você não pode reconhecê-lo pelo nome, mas se você já teve um filho com uma assadura , essa criança era provável um host para Candida albicans ( C. albicans ) . Este "convidado" indesejável pode ser difícil de controlar, uma vez que pode potencialmente levar a doenças graves em humanos com sistemas imunitários enfraquecidos . Durante uma investigação apelidado de " micróbio ", usando o ambiente de microgravidade única a bordo do ônibus espacial Atlantis em uma missão da Estação Espacial Internacional , pesquisadores da Universidade Estadual do Arizona (ASU ), em Tempo ganhou uma melhor compreensão destes fungos prevalentes . Sua tendência a tornar-se mais agressivo em microgravidade ajuda os cientistas a ver o que os mecanismos de controle do comportamento desses tipos de organismos , com o potencial para desenvolver formas de influenciar o seu comportamento no espaço e na Terra.
Lançado a bordo do ônibus espacial da NASA, Atlantis durante a missão STS -115 , em 2006 , a equipe de pesquisa liderada pelo ASU Cheryl Nickerson , Ph.D., promoveu o conhecimento científico , realizando a primeira expressão gênica global de um fungo durante o voo espacial. Publicação da equipe é intitulado " Spaceflight Melhora Agregação Celular e aleatório de brotamento em Candida albicans. " Esta pesquisa do Centro de Doenças Infecciosas e Vacinologia no Instituto de Biodesign da ASU , em colaboração com outras universidades e NASA, foi publicado na revista científica PLoS ONE .

 "Estou satisfeito que a pesquisa do voo espacial de nossa equipe continua a fornecer evidências convincentes do valor da plataforma de microgravidade única para desvendar as respostas moleculares e celulares novos em uma variedade de diferentes patógenos humanos que sejam relevantes à forma como eles causam infecções e doenças no corpo, " disse Nickerson , professora de Ciências da Vida no centro em ASU e investigador principal do estudo.
C. albicans é encontrada na maioria dos lugares onde os humanos vivem , incluindo o ambiente de microgravidade da estação espacial. Uma parte normal da composição microbiana em seres humanos , a C. albicans em aproximadamente 80 por cento da população , na pele , na cavidade oral e no tracto gastrointestinal , urogenital e tractos vaginais .
Este foi tanto a primeira expressão gênica global ea primeira profiling fenotípica de um fungo durante o voo espacial. A expressão genética é o processo em que os genes formar proteínas para determinar a função de uma célula , bem como ordens para o papel da célula . Perfilamento fenotípica é o processo de descrição das propriedades observáveis ​​de um organismo . Esta pesquisa também é o último de uma série de publicações da equipe de Nickerson , que investigou o efeito do voo espacial de vários patógenos microbianos que causam doenças nos seres humanos.
Este estudo , gerido pelo Centro de Pesquisa Ames da NASA em Moffett Field , na Califórnia, e financiado pelo Programa de Biologia Espacial da NASA, compararam os genes de voo espacial -cultivados C. albicans com o mesmo tipo de células fúngicas cultivadas sob outras condições idênticas no chão. Usando hardware experiência fornecida pelo BioServe Tecnologias Espaciais da Universidade de Colorado, Boulder, Colorado, que implementou a carga útil científica a bordo da estação espacial, os resultados mostraram uma expressão alterada de uma grande variedade de famílias de genes de função diferentes , enquanto em ambiente de microgravidade .

Cilindros Grupo Pacote de ativação semelhantes a estas, retratados dentro do aparelho comercial Bioprocessing genérico, foram usados ​​para estudar o patógeno fúngico C. albicans a bordo do ônibus espacial Atlantis.

 De particular importância, não houve uma expressão alterada de famílias de genes que regulam a agregação celular e brotamento, a formação de biofilme e de resistência às tensões relacionadas com patogénese e antifúngicos. Agregação celular envolve o processo de células anteriormente não associados com o agrupamento de células do seu próprio tipo. Brotamento celular é o processo de desenvolvimento da célula. A formação de biofilme é quando as células ficar uns aos outros em uma superfície, às vezes formando uma substância pegajosa no processo. Essencialmente, a alteração em função da célula, devido a uma redução da influência da gravidade afectada a maneira pela qual as células crescem, um grupo e ficar em conjunto para formar uma resistência ao stress e drogas.

O autor do estudo chumbo Aurélie Crabbé (à esquerda), Cheryl Nickerson (Investigador Principal e autor sênior do estudo) e co-autor Jennifer Barrila (direita) do Instituto de Biodesign da Universidade Estadual do Arizona, do Centro de Doenças Infecciosas e Vacinologia.
Crédito de imagem:
Arizona State University / Anais Bon

 

De acordo com estes dados , mostrando uma alteração para uma multiplicidade de genes envolvidos na resistência ao stress e de drogas , C. albicans mostrou agregação celular e um padrão diferente brotação em resposta ao crescimento em condições de microgravidade melhorada .
Em seu estado transformado em ambiente de microgravidade , C. albicans poderia criar um risco de doença infecciosa importante para os astronautas durante o voo espacial. O ambiente hostil do espaço tem sido demonstrado que enfraquecem o sistema imunitário humano . Uma infecção de um patógeno como este seria particularmente problemático para um membro da tripulação em um futuro missão de longa duração a um asteróide ou a Marte . Notavelmente , a equipe de Nickerson relatado anteriormente precedência para essa preocupação , descobrindo que o agente patogénico de origem alimentar Salmonella tornou-se mais virulento e alterou a sua expressão gênica global quando cultivadas durante o voo espacial. Estas mudanças não são observadas durante a cultura tradicional na Terra , onde a força da gravidade pode mascarar respostas celulares importantes .
"Nossa pesquisa tem implicações médicas importantes para a segurança do voo espacial e também pode lançar luz sobre os mecanismos de como-ainda mal compreendidos de infecção e trajectória da doença , tanto no espaço e na Terra", disse Aurélie Crabbé , pesquisador associado do Instituto de Biodesign e o principal autor do estudo.
Nickerson e pesquisa de seus times continuam um histórico comprovado mostrando patógenos alterar sua expressão genética e doença ou propriedades relacionadas com a doença no ambiente de microgravidade . Nickerson proposto um mecanismo para as profundas mudanças microbianas observadas sob microgravidade - uma redução em uma força física conhecida como tesoura fluido. Esta força é exercida por líquidos à medida que fluem sobre as superfícies celulares . Em estudos anteriores , os microorganismos foram mostrados para aumentar a sua virulência e / ou exibir características de virulência em resposta ao ambiente fluido de baixo cisalhamento de microgravidade .
Não só foi reduzida de cisalhamento de fluidos um gatilho plausível para as mudanças na doença e / ou propriedades relacionadas com a doença e que acompanha a expressão do gene , mas também forneceu uma pista sobre como patógenos pode mudar a sua virulência e desligar durante o processo de infecção normal, na Terra. Regiões do corpo humano - a gastrointestinal, urogenital e respiratório - reduziram as propriedades de fluido de corte semelhantes , possivelmente fazendo essas condições de microgravidade muito semelhantes às condições de micróbios encontram na Terra. Porque não podemos ver este ocorrem em laboratórios com a influência da força gravitacional normal, o laboratório de microgravidade da estação espacial é necessário para continuar a investigação.
"Esta pesquisa serve como um trampolim para informar estudos voo espacial em curso de Candida albicans , bem como para colocar os nossos estudos no solo em contexto ", disse o co- autor Sheila Nielsen - Priess do Departamento de Imunologia e Doenças Infecciosas , no Estado de Montana University, em Bozeman . "O objetivo final é alcançar um melhor entendimento de como C. albicans causa infecção no espaço ou na Terra. "
Esta pesquisa ofereceu algumas estreias em desvendar o mistério de um fungo em voos espaciais. Estudo continuado de microorganismos no espaço ajuda a avançar nossa compreensão dos fundamentos envolvidos no desenvolvimento de um fungo . Tendo maior conhecimento deste hóspede indesejável pode fornecer maneiras de combater assaduras , infecção por fungos ou candidíase oral em seres humanos na Terra. Uma menor de hóspedes , na forma de uma doença contribui para um corpo mais feliz , mais saudável , tanto em gravidade e além da órbita da Terra.