Astronauten leiden während ihrer Reisen im Weltraum häufig unter Immunschwächen, Hautausschlägen und anderen entzündlichen Erkrankungen. Eine neue Studie, die am 27. Februar in der Fachzeitschrift Cell von Cell Press veröffentlicht wurde , legt nahe, dass diese Probleme auf die übermäßig sterile Natur von Raumfahrzeugen zurückzuführen sein könnten. Die Studie zeigte, dass die Internationale Raumstation (ISS) im Vergleich zu von Menschen geschaffenen Umgebungen auf der Erde eine viel geringere Mikrobenvielfalt aufweist und dass die vorhandenen Mikroben größtenteils von Menschen auf die ISS gebrachte Arten sind, was darauf hindeutet, dass die Anwesenheit von mehr Mikroben aus der Natur dazu beitragen könnte, die menschliche Gesundheit in der Raumstation zu verbessern.
„Zukünftige gebaute Umgebungen, einschließlich Raumstationen, könnten von der gezielten Förderung vielfältiger mikrobieller Gemeinschaften profitieren, die die natürliche mikrobielle Belastung auf der Erde besser nachahmen, statt auf stark hygienische Räume zu vertrauen“, sagt Co-Erstautor Rodolfo Salido von der University of California, San Diego (UC San Diego).
Die Forscher arbeiteten mit Astronauten zusammen, die 803 verschiedene Oberflächen auf der ISS abstrichen – rund 100 Mal mehr Proben als bei früheren Untersuchungen. Zurück auf der Erde identifizierten die Forscher, welche Bakterienarten und Chemikalien in jeder Probe vorhanden waren. Anschließend erstellten sie dreidimensionale Karten, die zeigten, wo auf der ISS welche gefunden wurden und wie die Bakterien und Chemikalien möglicherweise miteinander interagieren.
Das Team stellte fest, dass die menschliche Haut die Hauptquelle für Mikroben in der gesamten ISS war. Chemikalien aus Reinigungsprodukten und Desinfektionsmitteln waren überall in der Station vorhanden. Sie stellten auch fest, dass verschiedene „Module“ oder Räume innerhalb der ISS unterschiedliche mikrobielle Gemeinschaften und chemische Signaturen beherbergten und diese Unterschiede durch die Nutzung des Moduls bestimmt wurden. So enthielten beispielsweise Ess- und Lebensmittelzubereitungsbereiche mehr lebensmittelassoziierte Mikroben, während die Weltraumtoilette mehr urin- und fäkalassoziierte Mikroben und Metaboliten enthielt.
„Uns ist aufgefallen, dass die Menge an Desinfektionsmittel auf der Oberfläche der Internationalen Raumstation stark mit der Mikrobiomvielfalt an verschiedenen Stellen der Raumstation korreliert“, sagt Co-Erstautorin Nina Zhao ( @NinaHaoqiZhao ) von der UC San Diego.
Beim Vergleich der ISS mit verschiedenen von Menschen gebauten Umgebungen auf der Erde stellten die Forscher fest, dass die mikrobiellen Gemeinschaften auf der ISS weniger vielfältig waren als die meisten Proben von der Erde. Sie ähnelten eher Proben aus industrialisierten, isolierten Umgebungen wie Krankenhäusern und geschlossenen Lebensräumen sowie Häusern in urbanisierten Gebieten.
Im Vergleich zu den meisten Proben von der Erde fehlten auf den Oberflächen der ISS freilebende Umweltmikroben, die normalerweise in Erde und Wasser vorkommen. Die gezielte Einbringung dieser Mikroben und der Substrate, in denen sie leben, in die ISS könnte die Gesundheit der Astronauten verbessern, ohne die Hygiene zu beeinträchtigen, sagen die Forscher. Die Forscher vergleichen ihren Vorschlag mit den gut untersuchten positiven Auswirkungen der Gartenarbeit auf das Immunsystem.
„Es macht einen großen Unterschied, ob wir beim Gärtnern gesunde Erde haben oder in unserem eigenen Dreck schmoren. Das passiert etwa, wenn wir uns in einer streng abgeschlossenen Umgebung befinden und keine kontinuierliche Zufuhr dieser gesunden Mikrobenquellen von außen bekommen“, sagt Knight.
In Zukunft hoffen die Forscher, ihre Analysen verfeinern zu können, um potenziell pathogene Mikroben und Anzeichen menschlicher Gesundheit anhand von Umweltmetaboliten erkennen zu können. Sie sagen, dass diese Methoden auch dazu beitragen könnten, die Gesundheit von Menschen zu verbessern, die in ähnlich sterilen Umgebungen auf der Erde leben und arbeiten.
