Viren passen sich im Weltraum schnell an, um effektiv zu infizieren

Auf der Internationalen Raumstation ISS entwickeln sich Mikro­or­ga­nis­men unter Bedingungen, die auf der Erde nicht vorkommen. For­scher zeigten sich überrascht, wie schnell sich dabei Viren an­pass­ten, um ihre Wirte besser infizieren zu können.

Unbekannte Mutationen

Wissenschaftler aus den USA haben untersucht, wie sich Bakteriophagen, also Viren, die ausschließlich Bakterien befallen, in der Schwerelosigkeit verhalten. Ihre Ergebnisse, veröffentlicht im Fachjournal PLOS Biology, zeigen: Die winzigen Viren passen sich im All auf ungewöhnliche Weise an und verändern dabei sogar ihre genetische Struktur.

Im Zentrum des Experiments standen Bakteriophagen des Typs T7, die unter normalen Umständen E.-coli-Bakterien sehr effizient infizieren. Auf der ISS jedoch verlief dieser Prozess zunächst überraschend langsam. Nach Angaben des Studienleiters Vatsan Raman von der University of Wisconsin-Madison spielt dabei vermutlich eine Rolle, dass Flüssigkeiten im All anders strömen als auf der Erde. Dadurch treffen Viren und Wirtszellen seltener aufeinander, was den Beginn der Infektion verzögert.


Sobald die Infektion jedoch eingesetzt hatte, nahm die Evolution im Zeitraffer Fahrt auf. Sowohl die Bakterien als auch die Phagen entwickelten Mutationen, die auf der Erde nicht beobachtet werden. Die E.-coli-Stämme an Bord der ISS zeigten Veränderungen, die offenbar ihre Widerstandsfähigkeit gegen Virusinfektionen erhöhten und ihnen halfen, sich besser an die extremen Umweltbedingungen im All anzupassen. Gleichzeitig veränderten sich die Phagen so, dass sie E.-coli effizienter befallen konnten, in manchen Fällen sogar mit genetischen Besonderheiten, die in herkömmlichen Laborbedingungen nie auftauchten.

Daten für die Medizin

Für die Forschung ist das ein bemerkenswerter Befund. Raman betont, dass Mikrogravitation nicht einfach nur biologische Prozesse verlangsamt, sondern sie grundlegend verändert. Die Bedingungen im All beeinflussten, wie oft Zellen miteinander in Kontakt kommen, wie sie reagierten und welche Kräfte auf sie wirkten. Das könne dazu führen, dass Mikroorganismen völlig neue evolutionäre Wege einschlagen.

Die Erkenntnisse sind nicht nur für zukünftige Raumfahrtmissionen entscheidend, zumal sich Mikroben an Bord von Raumstationen potenziell so verändern könnten, dass sie die Gesundheit von Astronauten beeinträchtigen. Sie könnten zugleich auch der Medizin zugutekommen: Einige der im All entstandenen Phagenmutationen zeigten sich auf der Erde besonders wirksam gegen resistente E.-coli-Stämme, die beim Menschen Harnwegsinfektionen verursachen.


Siehe auch: