Los científicos de Arizona investigan efectos intrigantes del vuelo espacial sobre patógeno microbianos

En el Instituto de Biodesign de la Universidad de Estado de Arizona, Cheryl Nickerson y sus personas han estado investigando los efectos intrigantes del vuelo espacial sobre patógeno microbianos.

En un nuevo papel que aparece en la aplicación actual el gorrón PLOS UNO, las personas señalan su trabajo reciente que examinan reacciones vuelo-inducidas hacia adentro y el potencial del patógeno fungicida, albicans de la enfermedad infecciosa de la Candida. La Aur-Mentira Crabb- del Autor importante ensambla a un equipo de investigación colaborativo del multi-instituto en este estudio, que representa el primer perfilado global de la expresión génica y la caracterización fenotípica de un patógeno fungicida durante vuelo espacial.

El nuevo estudio señala la regla diferenciada de 452 genes en albicans vuelo-cultivados de la C., comparada a las células fungicidas cultivadas bajo condiciones terrestres de otra manera idénticas. La expresión de una amplia variedad de familias funcionalmente diversas del gen fue alterada, incluyendo ésas agregación y florecimiento de regulación de célula, formación del biofilm y resistencia a las tensiones patogenesia-relacionadas y a las drogas antihongos. De común acuerdo con los datos de la expresión génica, los albicans de la C. demostrados aumentaron la agregación de célula y un modelo de florecimiento diferenciado en respuesta a incremento bajo condiciones de la microgravedad.

“Nuestra investigación tiene implicaciones médicas importantes para el seguro del vuelo espacial y puede también verter la luz en los mecanismos hasta ahora mal entendidos de la infección el patógeno y de la trayectoria de la enfermedad, en espacio y en la tierra,” según Crabb-.

La Candida es un tipo de microorganismo eucariótico del hongo-uno. Se encuentra en suelos y agua y es a menudo ubicuo en ambientes artificiales, incluyendo el transbordador espacial y la Estación Espacial Internacional. Los albicans de la C. son parte de la flora normal de seres humanos, presente en la piel, en la cavidad bucal, y en los trechos gastrointestinales, urogenitales y vaginales.

Aunque exista en el 80 por ciento de la población humana como huésped discreta, los albicans de la C. son un patógeno oportunista, girando condiciones determinadas inferiores hostiles. Este proceso implica una transición de unicelular, levadura-como las células a un formulario multicelular, filamentoso e invasor, accionado por señales de entrada ambientales específicas.

El patógeno en su estado transformado plantea un riesgo importante de la enfermedad infecciosa. Es un enemigo determinado tenaz en individuos immunocompromised, como ésos que experimentan el tratamiento para el SIDA, quimioterapia o trasplante de la médula, y puede también causar enfermedad en los individuos normales que toman los antibióticos. El hongo desenfrenado puede causar infecciones superficiales de la membrana mucosa (tales como tordo) pero también lleva a veces a la candidiasis sistémica, una condición potencialmente mortal.

En el estudio actual, los cultivos celulares fungicidas de los albicans de la C. fueron volados a bordo del transbordador espacial la Atlántida, en la Misión de Transbordador Espacial de la NASA STS-115. Los albicans de la C. son una considerable preocupación durante las misiones del vuelo espacial, como el ambiente duro y riguroso encontrado por los astronautas debilita su sistema inmune, dejando viajeros del espacio especialmente vulnerables. De Hecho, tales infecciones no son infrecuentes entre las dotaciones de vuelo y son de grave preocupación durante misiones más largas.

Mientras Que los cambios fenotípicos inducidos por vuelo espacial eran constantes con las características asociadas a virulencia creciente, las culturas de los albicans del vuelo espacial C. no exhibieron virulencia aumentada cuando los ratones fueron expuestos a través de la inyección de i.p. La investigación Adicional se requiere determinar concluyente si el vuelo espacial altera virulencia de los albicans de la C. De la importancia determinada es evaluar si el sistema inmune comprometido de astronautas podría influenciar su susceptibilidad al infecti de los albicans de la C. conectado. La propensión de los albicans de la C. a causar infecciones de la mucosa y profundas del tejido, acoplada con la condición inmunosupresiva característica de piezas de dotación de vuelo, hace una evaluación más completa de imperativo potencial de la virulencia.

La nueva investigación es la primera para demostrar la regla global inducida por vuelo espacial en un paso de progresión esencial el patógeno-uno eucariótico en la evaluación del enfermedad-riesgo. Los Resultados de esta investigación también servirán dirigir los experimentos futuros del vuelo espacial y permitirán que los científicos aumenten más lejos su comprensión de la reacción de microorganismos al ambiente de la microgravedad. El papel potencial de reguladores transcriptivos tiene gusto de Cap1, así como otras características asociadas a un fenotipo de la virulencia son conexión a tierra fértil para el estudio futuro.

“Esta investigación sirve como trampolín informar a estudios en curso del vuelo espacial albicans de la Candida, así como poner nuestros estudios terrestres en contexto,” dice al co-autor Sheila Nielsen-Priess, del Departamento de la Inmunología y de la Enfermedad Infecciosa, Universidad de Estado de Montana. “El objetivo último es lograr una mejor comprensión de cómo los albicans de la C. causan la infección, en espacio o aquí en la Tierra. Estudiar la levadura en el ambiente extremo de la microgravedad proporciona a una ventana adicional a través de la cual ver la reacción celular y entender mejor su comportamiento.”

El grupo de Nickerson tiene un historial largo y productivo de examinar los efectos de la microgravedad sobre los diversos microorganismos patógenos sabidos para causar enfermedad en seres humanos. En estudios anteriores, enviaron una variedad de patógeno para el estudio a bordo de varias diversas misiones de transbordador espacial para evaluar cambios en la expresión global del gen y de la proteína, la morfología y la virulencia.

Entre las conclusión más notables de esta investigación sea que los patógeno global alteran su expresión génica y propiedades enfermedad-relacionadas durante cultura del vuelo espacial de las maneras que no se pueden observar durante las aproximaciones experimentales tradicionales, donde la fuerza de la gravedad puede enmascarar las reacciones dominantes.

Uno de los factores claves que influencian la expresión génica y de los cambios fisiológicos a las células patógenas en microgravedad-ambos procarióticos y eucariótico-es una propiedad conocida como flúido-resistencia. Esto refiere al nivel de escoriación causado por los líquidos extracelulares que fluyen sobre superficies de la célula.

Bajo condiciones de la microgravedad, se reduce la flúido-resistencia, el accionar cambia en la expresión génica y cambios fenotípicos asociados. Tales cambios pueden de hecho imitar el encuentro en la tierra, por ejemplo, regiones de los microbios de las condiciones en el cuerpo humano donde la flúido-resistencia se reduce semejantemente, incluyendo en las vías gastrointestinales, urogenitales y respiratorias.

Previamente, las personas de Nickerson señalaron el punto de referencia en tierra que encontraban que el vuelo espacial aumentó la virulencia de la Salmonela typhimurium, que fue validada independientemente en dos Misión en la que participa un trasbordador separados. Sus estudios complementarios con los colaboradores de la NASA mostrados alteraron las reacciones enfermedad-relacionadas para la Pseudomonas Aeruginosa y una deformación resistente del Estafilococo Áureo de la meticilina (MRSA) cuando estaban expuestos al vuelo espacial o a las condiciones vuelo-analogicas producidas en la tierra.

Para simular microgravedad en la tierra, un aparato conocido como biorreactor giratorio del vaso (RWV) de la pared se utiliza. Este dispositivo cilíndrico gira suavemente las células, manteniéndolas en suspensión las condiciones hidráulicas inferiores relevantes a ésas encuentran en vuelo espacial y en el cuerpo humano durante la infección.

Nickerson y sus colegas demostraron que una proteína conservada conocida como Hfq sirve como regulador principal que las Salmonelas de los mandos y otras reacciones bacterianas el patógeno a los ambientes del vuelo espacial y del análogo del vuelo espacial. Las conclusión son importantes, no sólo para entender los mecanismos de la regla bacteriana del gen pero también como objetivos potenciales para las terapias futuras contra la infección patógena.

“Estoy contento que la investigación del vuelo espacial de nuestras personas continúa proporcionar las pruebas que obligan del valor de la plataforma única de la microgravedad para revelar reacciones moleculares y celulares nuevas en una variedad de diversos patógeno humanos que sean relevantes a cómo causan la infección y la enfermedad en el cuerpo,” digan a Nickerson. Los resultados de este trabajo tienen implicaciones rio abajo para la salud de los astronautas y del público en general en la Tierra.

Fuente: Universidad de Estado de Arizona