UUİ’nin mikrobiyal ortamı en çok bir hastanenin izolasyon odasına benziyor. Bu durum astronotları hasta ediyor olabilir.
Dünya’dan uzakta, keşfedilmeyi bekleyen ilginç bir mikrop dünyası var. Uluslararası Uzay İstasyonu’nda (UUİ), yarı-Dünya dışı yaşam büyüyüp çoğalıyor. Astronotların vücutlarında, yapı malzemelerinde ve yiyeceklerde taşınan virüsler, bakteriler ve mantarların hepsi, bulaşmayı önlemeye karşı gösterilen en iyi çabalara rağmen UUİ’ye ulaşmayı başarıyor. Bazı mikroplar araca geçtikten sonra çoğalıyor fakat yeni bir çalışmada bunun en ideal karışım olmayabileceği ileri sürülüyor.
Uzay istasyonunun mikrobiyomu, yapay bir uç noktayı temsil ediyor. Çarşamba günü Cell bülteninde yayımlanan araştırmaya göre çeşitlilikten yoksun olan bu mikrobiyom, orantısız miktarda antimikrobiyal direnç genleri de taşıyor. UUİ, aynı zamanda benzersiz ve gizemli kimyasal bileşenlerle de dolu.
Araştırma takımı, bu iki etmenin görev başındaki pek çok astronotun geçirdiği rahatsızlıklara ve bağışıklık problemlerine katkıda bulunuyor olabileceğini öne sürüyor. Cilt döküntüleri, ani gelişen alerjiler, hiperhassasiyet ve mononükleoz ile uçuğa sebep olan türden saklı virüslerin yeniden ortaya çıkması, uzaydaki mürettebat arasında yaygın görülüyor. Uzay altyapısının bu mikrobiyal ve kimyasal koşullarının daha iyi anlaşılması, mühendis ve bilim insanlarının koşulları iyileştirmesine ve uzay yolculuğu yapan insanların gelecekte daha sağlıklı tutulmasına yardımcı olabilir.
Popular Science‘a konuşan ve San Diego – California Üniversitesinde çalışan makalenin eş kıdemli yazarı, kimyager ve mikrobiyolog Pieter Dorrestein, “Astronotlar neye maruz kalıyor? Sorulan soru aslında buydu” diyor. “Uzun dönemli uzay yolculuğunu ve belki de diğer gezegenlere yerleşmeyi düşünmeye başladığımızdan, bu konu özel bir önem taşıyor.”
Yüzey swab’ları
Dorrestein ve çalışmaya katkıda bulunanlar, bu soruyu araştırmak üzere astronotların UUİ’deki Birleşik Devletler Yörünge Segmenti’nden topladığı 737 yüzey swab’ını analiz etmiş ve her numuneden toplanan mikroplar ile kimyasalları sınıflara ayırmış. Ardından bu veri setini, Dünya’daki farklı ortamlardan alınan kontrol örnekleri ve önceki verilerle karşılaştırmışlar.
Birçok ilginç bulgu ve kalıp belirlemişler ama hepsinin ötesinde, bir eksiklik bulmuşlar. Astronotların maruz kaldığı ve kalmadığı şeyler var. “UUİ ortamını tarif etmenin bir yolu da son derece yüksek bir molekül ve mikrop eksikliği” diyor Dorrestein.
Bu durum, bütün UUİ’nin tekdüze olduğu anlamına gelmiyor. Araştırma takımı, paylaşılan bir hava sistemi ve kısa mesafelere rağmen uzay istasyonu içerisindeki farklı modüllerin dikkate değer nitelikte mikrobiyal ve moleküler profiller taşıdığını keşfetmiş. Bir alanın fonksiyonu, yüzeylerde bulunan mikropların ve kimyasal karışımın en büyük belirleyicisi. Örneğin yemek pişirmek ve yemek için kullanılan h modülü, gıdalardan türeyen mikroplara daha fazla ev sahipliği yapıyormuş. Atıkları ve hijyen bölmesini barındıran modül, insan dışkıları ve idrarın kimyasal işaretleriyle ilişkili daha fazla mikrop içeriyormuş.
Fakat hepsinin ötesinde bilim insanları, Birleşik Devletler Yörünge Segmenti’ndeki yüzeylerde Dünya’daki örneklere kıyasla düşük bir mikrop çeşitliliği olduğunu belgelemiş. UUİ’de bulunan mikroplar, bakteriyel filogenetik ağaçtaki başlıca kladların sadece yüzde 6 kadarını kapsıyor. Buna karşın Dünya’da bulunan evler, bu kladların yüzde 10 ila 15’ine ve dış mekan ortamları da yaklaşık 30’una ev sahipliği yapıyor. Bilinen mikrobiyom tayfında konuşlandığında uzay istasyonu en çok, bir COVID-19 izolasyon yatakhanesine veya yüksek ölçüde steril bir hastaneye benziyor.
Uzayda daimi kimyasallar
Tahmin edebileceğiniz üzere doğal ortamlarda bulunan mikrop türleri büyük oranda eksik. Bunun yerine bakterilerin, mantarların, virüslerin ve diğer mikroorganizmaların büyük çoğunluğu, insan vücuduyla ilişkili olanlar. En yaygın bakteri cinsi ise genelde insan cildinde ve mukuz membranlarımızda yaşayan staphylococcus olmuş.
Uzay mikrobiyomundaki bu fark edilir boşluklar, çalışmaya göre endişe sebebi olabilir. Geniş bir mikroorganizma çeşitliliğine maruz kalmanın, bağışıklık sistemi sağlığında rol oynadığı iyi biliniyor. Örneğin görece aseptik şehir apartmanlarında büyüyen insanlarda astım ve alerjilerin gelişmesi, çocukluklarını çiftliklerde geçiren kişilere göre daha muhtemel. Önemli mikroplara aylar boyunca maruz kalmadan yaşamak, astronotların bağışıklık sistemlerinin yanlış çalışmasını tetikleyebilir.
Bilim insanları, bulunan mikroplar arasında 1.000’den fazla antimikrobiyal direnç geninin (AMR) numunelerin yüzde 90’ından fazlasında dolaştığını belirlemiş. “Bu epey fazla. Karasal ortamlara göre bir artış var” diyor Dorrestein. AMR genleri tek başına bir sorun oluşturmayabilir. Fakat söz konusu genleri bir insan patojeni kazanırsa, bu durum uzay yolcuları için ciddi hastalık anlamına gelebilir.
Uzay istasyonunun kimyasal profilini belirlemenin biraz daha zor olduğu görülmüş. Araştırmacılar, kimyasal örneklerinde yüzlerce molekül tespit etse de sadece ufak bir bölümünü belirleyebilmişler. Araştırmacılar yüzde 65’lik kısımda yapıyı belirlemek bir yana, olası kaynakların izini bile sürememiş. “Uzay yolculuğunu anlayacaksak, bu molekülleri daha iyi anlamamız gerekiyor” diyor Dorrestein.
Belirlenen bileşiklerin çoğu bakteriyel kaynaklardan geliyor (standart mikrop metabolizmasının ürünleri). Diğerleri ise yiyeceklerden, kişisel bakım ürünlerinden, temizlik veya yapı malzemelerinden geliyor. Dikkat çekici bir diğer nokta da bilim insanlarının, insan sağlığını olumsuz etkilediği bilinen PFAS ve ftalatlar gibi endüstriyel kimyasallar bulması. Bu kimyasalların çoğunu belirlemenin zorluğuna rağmen, ayırt edilebilen şeyler yüksek ölçüde şehirleşmiş, sentetik bir ortamın moleküler koşullarını yansıtıyor. “Bulgular, UUİ’yi daha da uç noktalı, insan girdisi hakimiyetinde inşa edilmiş bir ortam şeklinde konuşlandırıyor” diye yazmış araştırmacılar çalışmada.
Belli kimyasalların mevcudiyeti endişe sebebi olsa da Dorrestein, diğer belli bileşenlerin olmamasının risk sergileyebileceğini belirtiyor. Üzerinde mikrobiyomlar kadar çalışma yapılmasa da; moleküler çeşitlilik de sağlığa faydalı olabilir. Örneğin belli besin bileşenlerinin bağırsak bakterileriyle etkileşime girerek bağışıklığı desteklediğinin bilindiğini açıklıyor bilim insanı. UUİ’nin bu özel kimyasal durumunun astronotları nasıl etkilediğini anlamak için daha fazla araştırma yapılması gerekecek.
Biraz kir bulaştıralım
Fakat bir kimyasal bulgusu öne çıkıyor. Astronotların egzersiz ve banyo yapmak amacıyla kullandığı Nod 3’ün kimyasal profili, güçlü bir temizlik ürünü ve dezenfektan sinyali taşıyor. Bu nod aynı zamanda en çeşitli mikrobiyal ortama sahip; sürekli temizlik ve mikrobiyal büyüme arasında potansiyel bir ilişkinin sinyalini veriyor. Dorrestein, sebep sonuç ilişkisinin belli olmadığını söylüyor. Daha fazla mikrop olduğu için alan daha fazla temizleniyor da olabilir. Ya da sık temizlik yapılması, tek bir mikrobun egemen olamadığı bir ortamı teşvik ediyor olabilir. Çeşitli mikrobiyomlar pek çok bağlamda iyi olsa da; mikropların birçoğunun evrimleşiyor ve antibiyotik direnç genleri dağıtıyor gibi göründüğü burada durum farklı olabilir. Sık dezenfeksiyon, müdahale etmenin zor olduğu patojenlerin ortaya çıkma ihtimalini artırıyor olabilir.
Neyse ki çalışmada potansiyel bir çözüm yolu sunuluyor: Biraz kir eklemek. “Çevresel bir tatlı su toprak matrisinin takdim edilmesi, UUİ de dahil endüstriyel şekilde inşa edilmiş ortamların mikrobiyal bileşimini değiştirip, çevreye maruz kalan yaşam alanlarındaki mikrobiyal topluluklarla daha uyumlu hale getirebilir” diye yazıyor araştırmacılar.
Dorrestein’a göre bu, uzaya kelimenin tam anlamıyla (dikkatli şekilde) biraz Dünya götürmenin, insanlar için koşulları daha sağlıklı hale getirebileceğini söylemenin çok dolambaçlı, teknik bir yolu.
UUİ zeminine kürekler dolusu gübre atıldığını hayal etmeyen Dorrestein, belki sterilize edilmiş ve sonrasında dikkatli biçimde aşılanmış toprağın bitki yetiştirmede ve astronotlar yararına faydalı mikropların yayılmasında kullanılabileceğini düşünüyor. Natto ve Kombu çayı gibi fermente gıdaların da yardımcı olabileceğini öne sürüyor. Ayrıca alternatif, daha hafif ve daha probiyotik temizlik yöntemleri de başka bir araç olabilir bu konuda.
Yine de uzay bağışıklığını artırmanın, astronot sağlığını en iyi hale getirmenin ve gezegen keşfini mümkün kılmanın tam olarak en iyi yollarını belirlemek için daha fazla araştırma yapılması gerekiyor. Bilim insanları bu çalışmayı bir başlangıç noktası şeklinde görüyor. “Çalışmamız aslında sürekli bir şeyler öğreneceğimiz bir kaynak meydana getiriyor” diyor Dorrestein. “Tespit ettiğimiz ve henüz nasıl yorumlayacağımızı bilmediğimiz bir sürü sinyal var. Uzay yolculuğundaki mikroplar ve kimyasallarla ilgili hâlâ öğrenecek çok şeyimiz var.”
Yazar: Lauren Leffer/Popular Science. Çeviren: Ozan Zaloğlu.
