Bacteriële resistentie tegen antibiotica is een van de grootste gezondheidsuitdagingen van de mensheid op de lange termijn. Nu kan onderzoek naar het helpen van mensen om op Mars te leven helpen dit dreigende probleem aan te pakken.

Dennis Claessen, universitair hoofddocent aan het Instituut Biologie van de Universiteit Leiden, Nederland werkt in synthetische biologie, waarin bacteriën worden gemanipuleerd om problemen op te lossen die niet of niet goed kunnen worden aangepakt door 'wilde' bacteriën. Een team van zijn studenten nam deel aan de iGEM International Genetically Engineered Machine-competitie met een oplossing voor het probleem van het kweken van niet-giftige planten op Mars, maar hadden 'Martiaanse' zwaartekracht nodig om hun ideeën te testen.

"De bodem op Mars bevat chemische perchloraatverbindingen, die giftig kunnen zijn voor mensen, " legt prof. Claessen uit. Hoge doses perchloraat kunnen de opname van jodium door de schildklier remmen en de ontwikkeling van de foetus verstoren.

"Onze studenten begonnen met het 'bouwen' van een bacterie die het perchloraat zou afbreken tot chloor en zuurstof, maar ze moesten weten of die bacterie zich in de gedeeltelijke zwaartekracht van Mars op dezelfde manier zou gedragen als op aarde."

De uitdaging was om een ​​manier te vinden om de zwaartekracht van Mars op aarde te reproduceren, en de studenten losten het op met behulp van een willekeurige positioneringsmachine (RPM).

Het eerste geregistreerde experiment op levende systemen die machines gebruiken om de zwaartekracht te manipuleren, werd gedaan in 1806 met behulp van een roterend waterrad. Tweehonderd jaar later de RPM, ontworpen door het in Nederland gevestigde Airbus-team voor ESA, is het nieuwste instrument dat is ontwikkeld om te experimenteren in nul- of verminderde zwaartekracht zonder de ruimte in te gaan.

Zoals de naam al doet vermoeden, het toerental verandert voortdurend willekeurig van richting, zodat items die erin worden geplaatst geen mogelijkheid hebben om zich aan te passen aan een constante zwaartekrachtrichting. Het oorspronkelijke ontwerp kon met succes nul zwaartekracht simuleren, terwijl de nieuwere RPM 2.0 bovendien gedeeltelijke zwaartekracht kan simuleren, de stadia tussen de normale zwaartekracht van de aarde en de gewichtloze omgeving.

"De RPM-machines bieden een geweldig alternatief voor organisaties die experimenten willen doen in nul- en gedeeltelijke zwaartekracht, ", zegt Derk Schneemann van Verhaert Nederland. Derk is de Nederlandse makelaar in het netwerk van ESA Innovation Partners dat hergebruik van ruimtetechnologie in andere sectoren faciliteert en dat onderdeel is van ESA's Business Applications and Space Solutions Programme.

"Tijdens hun experimenten merkten ze dat wanneer bacteriën in gedeeltelijke zwaartekracht groeiden, ze raakten gestrest omdat ze afval om zich heen verzamelden waar ze niet vanaf konden komen. Dit heeft een groot potentieel, want wanneer microben die tot de Streptomyces-familie behoren, gestrest raken, ze beginnen meestal met het maken van antibiotica.

"Zeventig procent van alle antibiotica die mensen gebruiken, is afgeleid van Streptomyces-bacteriën en we weten dat ze het potentieel hebben om nog meer te produceren. Het gebruik van de RPM om ze op nieuwe manieren te benadrukken, kan ons helpen die te vinden die we nog nooit eerder hebben gezien."

De bodem op Mars en de aarde ontgiften

Prof. Claessen bouwt nu aan een Nederlands consortium om bodemontgifting op grotere schaal te onderzoeken. Dit zal toepassingen op aarde hebben. Bijvoorbeeld, er is veel perchloraat in de Atacama-woestijn in Chili, waar wordt aangenomen dat de grond lijkt op die op Mars. Atacama-grond werd vroeger gebruikt als meststof in de VS, maar later bleek dat perchloraat uit deze meststof was gewassen in grondwater dat als drinkwater werd gebruikt.

Als het Nederlandse team eenmaal op zijn plaats is en financiering heeft, onderzoek naar Streptomyces-microben (die van nature in de aarde voorkomen, waar ze een vitale rol spelen bij het afbreken van organisch materiaal) en antibiotica zouden ook met de RPM kunnen worden gedaan.

"Om te ontdekken dat ze ook het potentieel hebben om nieuwe antibiotica te ontdekken, is nog spannender, aangezien antibioticaresistentie iets is dat we dringend moeten aanpakken, ", voegt Derk Schneemann toe.

Ruimte voor gezondheid

De Wereldgezondheidsorganisatie van de Verenigde Naties viert jaarlijks op 7 april Wereldgezondheidsdag. De derde Duurzame Ontwikkelingsdoelstelling onderstreept het recht op gezondheid:zorg voor een gezond leven en bevorder welzijn voor iedereen van alle leeftijden. Onderzoek in de baan, ruimtetechnologie en ruimtetoepassingen kunnen de gezondheid op aarde helpen verbeteren door onze omgeving te monitoren, helpen bij het opsporen van ziekte, diagnostiek verbeteren, en onder andere werken aan nieuwe medicijnen. De VN richt zich dit jaar ook in het bijzonder op de universele dekking van de gezondheidszorg.