Na Mezinárodní vesmírné stanici se rodí superbakterie. Ohrožuje astronauty a nevíme, co udělá, až se dostane na Zemi
Specifické podmínky ISS mikrobům svědčí. | Evoluce tam nabírá rychlé tempo, mikrobi získávají nové geny i vlastnosti. | Dominantním bakteriálním druhem by se tam mohly stát nebezpečné kmeny bakterie Enterobacter bugandensis.
Bakterie schopné vyvolat závažná onemocnění a zároveň vzdorující širokému spektru antibiotik jsou noční můrou moderní medicíny. Neustále jich přibývá. Názorný příklad extrémní rezistence mikrobů k antibiotikům nabízí původce pohlavně přenosné kapavky, bakterie Neisseria gonorrhoeae, kterou se ročně nakazí ve světě přes 80 milionů lidí. Postupně získala odolnost k široké škále léků a kolem roku 2020 už bylo jednou z posledních nadějí pro léčbu antibiotikum ceftriaxon.
Americké Centers for Diseases and Prevention v nedávno vydané zprávě konstatuje, že v Číně už v 8 % případů nezabírá ani toto antibiotikum a že se za posledních pět let zvýšil výskyt této „superkapavky“ na trojnásobek.
Ideální podmínky k vytvoření rezistence nacházejí bakterie v nemocnicích, kde se dlouhodobě léčí řada pacientů. V jejich oslabeném organismu se bakteriím daří, i když jsou vystaveny antibiotikům. Taková „nemocniční“ bakterie se navíc potkává s různými antibiotiky, takže prochází přímo sériovou selekcí na odolnost.
Málokdo by si ale jako líheň mikrobů rezistentních k antibiotikům asi představil Mezinárodní vesmírnou stanici. Jenže právě takovou líhní ISS opravdu je. Potvrdila to studie týmu vedeného Kasthurim Venkateswaranem z Jet Propulsion Laboratory v americké Pasadeně zveřejněná ve vědeckém časopise BMC Microbiology.
Třináct kmenů
Vědci se zabývali charakteristikou bakterie Enterobacter bugandensis na základě více než dvou stovek kompletně přečtených genomů. Mikrobi pocházeli z pozemských podmínek a z různých míst Mezinárodní vesmírné stanice. Jak uvádí studie Venkateswarana a spol., na stanici se vyskytuje přinejmenším třináct různých kmenů této bakterie, přičemž hotovou líhní je koupelna s osmi kmeny. Čtyři kmeny se vyskytly ve vzduchu a jeden na posilovacím stroji v tělocvičně.
Při minulé mikrobiologické prověrce stanice ISS v roce 2018 vědci narazili na čtyři kmeny bakterie Enterobacter bugandensis. Je zřejmé, že se bakterii na ISS daří a že využívá prostor a podmínky stanice k velmi evoluci.
V pozemských podmínkách je Enterobacter bugandensis původcem závažných infekcí především u novorozenců, u kterých způsobuje záněty srdečního svalu, močových cest, kůže a dalších měkkých tkání. Infekce může přejít v život ohrožující sepsi, kdy bakterie zaplaví celý oběhový systém. Nakazí se většinou děti s oslabeným imunitním systémem. Bohužel, bakterie už stačila získat rezistenci vůči některým antibiotikům, což komplikuje léčbu infekcí.
Inkubátor nových bakterií
Mezinárodní vesmírná stanice se ukazuje jako „inkubátor“ bakterií, ale i plísní a dalších mikroorganismů, které tam přicestovaly za čtvrtstoletí existence stanice s bezmála třemi stovkami astronautů. Jasně se to ukazuje i na bakterii Enterobacter bugandensis. Ta má na ISS v průměru 4568 genů, zatímco jejich pozemské protějšky jen 4416, což představuje významný rozdíl. Některé geny našli vědci pouze u Enterobacter bugandensis z ISS, pozemské kmeny je postrádají.
Podmínky ISS, kde panuje mikrogravitace, vzduch obsahuje vysoké koncentrace oxidu uhličitého a v neposlední řadě je tam i vysoká úroveň radiace ze slunečního záření, dovolují bakteriím celkem rychlou evoluci mutacemi DNA. Různé druhy bakterií tam na sebe působí a dochází mezi nimi k výměně dědičné informace tzv. horizontálním přenosem, kdy si geny mezi sebou vyměňují bakterie různých druhů. Mikroorganismy tam vytvářejí spolupracující společenstva, kde zplodiny jedněch využívají druzí jako zdroje živin. Každý další astronaut s sebou přináší nové mikroby, kteří se mohou na ISS uchytit.
Na ISS získává Enterobacter bugandensis nejen na odolnosti k podmínkám stanice, ale také rezistenci vůči antibiotikům. Evoluční „kalup“ této bakterie zcela jistě není u konce. V konkurenci ostatních mikrobů stanice si vede obzvláště zdatně a mohl by se stát dominujícím mikroorganismem na ISS.
Zatím není jasné, jaký má bakterie Enterobacter bugandensis vliv na zdraví astronautů. Vědci však varují, že rychlý vývoj mikroorganismů na ISS může pro posádky představovat riziko. V této souvislosti nelze zapomínat na skutečnost, že samotný pobyt na vesmírné stanici je pro posádku silnou zátěží a že astronautům například slábne imunitní systém. Jsou tedy k nákazám vnímavější, než kdyby pobývali na Zemi. Lákavá není ale ani představa, že astronauti dovezou odolnější „kosmické“ kmeny Enterobacter bugandensis zpátky na Zemi a ty se budou šířit lidskou populací.
Přečtěte si také: