Bacteriën kunnen sneller muteren in de ruimte en wetenschappers theoretiseren dat patronen van die mutaties kunnen helpen voorspellen hoe ziekteverwekkers resistent worden tegen antibiotica. Dergelijke voorspellingen kunnen, beurtelings, worden gebruikt om nieuwe medicijnen te ontwikkelen om tegen die ziekteverwekkers te gebruiken. Antibiotica-resistente ziekteverwekkers of bacteriën vormen een groeiend wereldwijd gezondheidsprobleem. Het langdurig gebruik van veel voorkomende antibiotica heeft ertoe geleid dat sommige ziekten resistent zijn geworden tegen medicamenteuze behandeling, wat kan leiden tot langere en meer gecompliceerde ziekten.

Een proof-of-concept onderzoek, Nanobiosym-genen, stuurt twee soorten Staphylococcus aureus bacteriën naar het internationale ruimtestation. Onderzoekers zullen patronen van hun mutaties vergelijken met dezelfde organismen die op aarde zijn gekweekt om computationele algoritmen te verfijnen die mutaties voorspellen die leiden tot antibioticaresistentie.

BioServe Space Technologies aan de Universiteit van Colorado, Boulder integreerde dit onderzoek, die wordt gehost in vier BioCells Habitats en BioServe's Space Automated Bioproduct Lab (SABL).

"Meer dan 25 jaar geleden, Ik had de hypothese dat de omgeving een effect heeft op hoe genen muteren en evolueren, of zich uiten, " hoofdonderzoeker Anita Goel, voorzitter en wetenschappelijk directeur bij Nanobiosym Inc in Cambridge, Massachusetts, zei. Goel is doctor in de filosofie in de natuurkunde en doctor in de geneeskunde. "Dit onderzoek stelt me ​​in staat om te onderzoeken of we mutaties kunnen bewerkstelligen door de omgeving te veranderen. De eerste stap is begrijpen, al het andere is hetzelfde, hoe beïnvloedt microzwaartekracht de snelheid en het patroon van mutaties? Sommige gegevens suggereren dat microzwaartekracht mutaties versnelt, maar we kennen het mechanisme niet van hoe de omgeving een rol zou kunnen spelen."

Gegevens uit het onderzoek kunnen het mutatiespectrum bepalen. Door dat te combineren met algoritmen kan het vermogen om mutaties te voorspellen verbeteren, inclusief die welke leiden tot resistentie tegen geneesmiddelen.

"We kunnen modelleren hoe resistentie tegen geneesmiddelen zal verlopen en dat gebruiken om zich beter te ontwikkelen, slimmere medicijnen, " zei Goel. "Een insect kan muteren in de aanwezigheid van een medicijn en resistent worden. Daar proberen we op vooruit te lopen, die mutaties voorspellen, en wees klaar met een medicijn als ze komen opdagen."

Terwijl dit werk begint met infectieziekten, het kan mogelijk worden gebruikt met alles dat een DNA-marker heeft, waaronder kanker.

Er zijn twee belangrijke stappen:ten eerste, een hulpmiddel dat DNA of RNA analyseert, en ten tweede, algoritmen om de juiste therapie voor de specifieke ziekte te bepalen. Goels bedrijf, nanobiosym, heeft een apparaat ontwikkeld met de naam Gene-RADAR dat de eerste stap uitvoert.

"In principe, we kunnen een realtime diagnose stellen van elke ziekte met een RNA- of DNA-handtekening of genetische vingerafdruk, "zei ze. "Uiteindelijk, we instrumenten kunnen bouwen om de gezondheidszorg op aarde te decentraliseren, om ziekten in realtime te diagnosticeren in een dorp in Afrika of uw eigen huis, gewoon met een druppel bloed of speeksel. Op dit moment kunnen die tests weken tot maanden duren. Het apparaat past in je hand, dus we kunnen het ook op het ruimtestation plaatsen om analyse en onderzoek te doen."

Die realtime analyse heeft belangrijke toepassingen in de ruimte. Momenteel, experimenten aan boord van het ruimtestation worden teruggebracht naar de aarde voor genanalyse. Het apparaat zou enkele analyses in de ruimte kunnen uitvoeren en alleen de gegevens terug naar de aarde kunnen sturen. Astronauten kunnen onmiddellijk testen op DNA-levensvormen in monsters die op Mars zijn verzameld, bijvoorbeeld, of diagnose van hun eigen infecties.

Mutante ziekteverwekkers in de ruimte maken nauwelijks kans.