La protagonista de esta investigación es Enterobacter bugandensis, una bacteria que se encuentra principalmente en muestras clínicas, incluido el tracto gastrointestinal humano. Los investigadores descubrieron 13 cepas de esta bacteria en la Estación Espacial Internacional (ISS), que podrían comprometer la salud de los astronautas a bordo, ya que resulta que, en condiciones espaciales, como es el vacío del espacio, la bacteria altamente patógena Enterobacter bugandensis se vuelve aún más peligrosa: el ambiente extremo en la ISS obligó a las bacterias a mutar para sobrevivir, provocando que estas sean resistentes a los antibióticos.
La NASA ha encontrado una ‘bacteria mutante’ en el espacio
«Los microorganismos dentro de los entornos construidos afectan profundamente la salud de los habitantes», explica Kasthuri Venkateswaran del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA y coautor del trabajo. «La ISS, un entorno construido altamente controlado que alberga condiciones extremas como microgravedad, radiación solar y niveles elevados de dióxido de carbono, ofrece un lugar único para estudiar la supervivencia y adaptación microbiana».
Según los análisis, las cepas halladas en la Estación Espacial Internacional habían mutado y eran distintas en comparación con sus homólogas de la Tierra. La bacteria, que fue encontrada en diferentes lugares dentro de la estación, era resistente a los medicamentos. Sus mutaciones eran extraordinarias: una media de 578 mutaciones complejas. Sin embargo, estas variaciones genéticas se observaron uniformemente entre los aislados.
Las cepas pudieron persistir de manera viable en la ISS a lo largo del tiempo en abundancia significativa, ya que, según descubrieron los expertos, que publican sus conclusiones en la revista Microbiome, E. bugandensis coexistió con muchos otros microorganismos y, en algunos casos, podría haber ayudado a esos organismos a sobrevivir.
«Estudios recientes han demostrado que los microorganismos expuestos a la microgravedad pueden adquirir resistencia a los antibióticos y una mayor virulencia mediante mutaciones rápidas y transferencia horizontal de genes«, continúa el experto. «Los viajes espaciales prolongados en condiciones de microgravedad también pueden comprometer el sistema inmunológico de los astronautas, elevando su vulnerabilidad a las enfermedades».
Flujo de trabajo ilustrativo que muestra el proceso de análisis genómico comparativo de E. bugandensis
Las bacterias ‘mutantes’ de la ISS tenían más genes relacionados con funciones importantes, como el transporte de aminoácidos. También descubrieron varios genes nuevos que solo estaban presentes en bacterias encontradas en la ISS y no en la Tierra, lo que sugiere que estas bacterias podrían haberse adaptado a las condiciones espaciales para poder sobrevivir. Coexistieron con muchos otros microorganismos y, en algunos casos, podrían haber ayudado a esos organismos a sobrevivir.
“Los genomas de la ISS presentaban una media de 4.568 genes, un recuento significativamente mayor que la media de 4.416 genes encontrados en los genomas de la Tierra”, explicó el equipo en el estudio. Fue significativo que el gen de la familia ACT β-lactamasa (ACT-77) estuviera presente en los 13 genomas, lo que indica un alto nivel de resistencia.
Se volvieron genética y funcionalmente distintas en comparación con sus contrapartes terrestres.
Características de la bacteria
Esta bacteria se ha relacionado con infecciones graves, como una infección de la sangre que se encuentra en los bebés llamada sepsis neonatal. También puede provocar sepsis, infecciones del tracto urinario, infecciones de la piel y de los tejidos blandos y endocarditis, una inflamación potencialmente mortal que se produce en el revestimiento interno de las cámaras y válvulas del corazón.
«La población microbiana de la ISS podría potencialmente afectar los microbiomas de los astronautas y reponerse con la llegada de una nueva tripulación. Por lo tanto, comprender la colonización, la sucesión y las interacciones microbianas es fundamental para garantizar el bienestar de los astronautas y gestionar los riesgos microbianos en hábitats humanos aislados y confinados» dicen los expertos.
Precisamente al estudiar cómo sobreviven los microorganismos en ambientes extremos en la ISS, «esta investigación abre las puertas a medidas preventivas efectivas para la salud de los astronautas». Y es que los científicos querían descubrir cómo E. bugandensis es capaz de sobrevivir en las difíciles condiciones de la Estación Espacial Internacional, sobre todo si lo extrapolamos en la Tierra a entornos terrestres controlados, como las UCI de los hospitales y los quirófanos. La bioseguridad es crucial.
Sus resultados indican que bajo estrés, estas cepas mutaron
«Las implicaciones de estos hallazgos son dobles. En primer lugar, arrojan luz sobre el comportamiento, la adaptación y la evolución microbiana en entornos extremos y aislados. En segundo lugar, subrayan la necesidad de medidas preventivas sólidas que garanticen la salud y la seguridad de los astronautas mitigando los riesgos asociados con posibles amenazas patógenas», concluyen los investigadores.
Está claro que estos hallazgos allanarán el camino para una comprensión más profunda de la dinámica microbiana en ambientes extremos como los del espacio.
Referencias:
- Pratyay Sengupta et al, Genomic, functional, and metabolic enhancements in multidrug-resistant Enterobacter bugandensis facilitating its persistence and succession in the International Space Station, Microbiome (2024). DOI: 10.1186/s40168-024-01777-1
- Mora, M., Perras, A., Alekhova, T., Wink, L., Krause, R., Aleksandrova, A., Novozhilova, T., & Moissl-Eichinger, C. (2016). Resilient microorganisms in dust samples of the International Space Station—survival of the adaptation specialists. Microbiome, 4. https://doi.org/10.1186/s40168-016-0217-7.
- Vaishampayan, A., & Grohmann, E. (2019). Multi-resistant biofilm-forming pathogens on the International Space Station. Journal of Biosciences, 44. https://doi.org/10.1007/s12038-019-9929-8.
