Месяц на орбите и десятки тысяч мутаций: российские микробиологи раскрыли детали возвращения бактерий с биоспутника «Бион-М № 2». Как рассказали изданию oren.aif.ru в Институте клеточного и внутриклеточного симбиоза УрО РАН, космический эксперимент кардинально изменил ДНК микроорганизмов. Теперь ученые соседнего региона готовят прорыв в создании «космической медицины» — уникальных назальных спреев и кремов для защиты человека в самых суровых условиях полетов.
Коринебактерии: от патогенов до пробиотиков
История началась не в космосе, а в лаборатории. В стенах Института клеточного и внутриклеточного симбиоза УрО РАН исследуют самые разные микроорганизмы, их взаимодействие и симбиоз. Но одно из приоритетных направлений — изучение микробиоты человеческого тела.
Долгое время коринебактерии, обитающие на коже и слизистых оболочках, считали исключительно патогенами — виновниками дифтерии и других опасных болезней. Однако сегодня науке известно, что отдельные их штаммы полезны для здоровья и широко применяются в биотехнологии.
Еще в 2008 году в лаборатории по изучению механизмов формирования микробиоценозов человека (под руководством Сергея Черкасова — ученика основателя института академика Олега Бухарина) начала работу по изучению свойств коринебактерий молодой врач Ирина Гладышева. Тогда она еще была соискателем ученой степени кандидата наук, а сегодня является заведующим лабораторией и сама руководит исследованиями.
«Мы изучили биологические свойства этих микроорганизмов и полностью расшифровали их геномы, — рассказывает Ирина Гладышева. — Оказалось, что отдельные штаммы обладают выраженным пробиотическим потенциалом, то есть оказывают полезное действие на здоровье человека».
А потом случилась встреча, резко изменившая ход исследования. На научном конгрессе в 2023 году Ирина Гладышева рассказала о своих разработках члену-корреспонденту РАН, куратору проекта «Бион-М2» Вячеславу Ильину. Ещё в 1980-х он с коллегами изучал коринебактерии, выделенные со слизистой носа, и уже тогда было установлено, что они обладают свойствами пробиотика. Правда, исследования вскоре прекратились.
«Когда Вячеслав Константинович вновь услышал про коринебактерии и их пользу для здоровья человека, он предложил участвовать в проекте „Бион-М2“, — вспоминает Гладышева. — Мы передали два штамма сотрудникам Института медико-биологических проблем РАН для исследований».
Что умеют эти бактерии: пробиотический потенциал и антиоксиданты
Речь идёт о штаммах Corynebacterium amycolatum — потенциально пробиотических микроорганизмах. Они продуцируют комплекс соединений с широким спектром антимикробной активности — против патогенов, вызывающих инфекции не только вагинального биотопа, но и кожи, и верхних дыхательных путей. Кроме того, эти соединения обладают антиоксидантной активностью (защищают клетки от окислительного стресса, вызванного свободными радикалами, которые активно образуются в том числе в условиях космического полёта) и противовоспалительным действием.
«Один штамм продуцирует во внеклеточную среду комплекс соединений, который воздействует на разные мишени: обладает антибактериальной, антиоксидантной и противовоспалительной активностью», — поясняет Ирина Гладышева.
Именно поэтому коринебактерии и отправили в космос. Одна из идей московских коллег во главе с Вячеславом Ильиным — создать для космонавтов назальный спрей, который орошал бы слизистую переднего отдела носа и не давал ей пересыхать. По принципу искусственной слезы, только для слизистой носа, как по-простому объяснила Ирина Гладышева.
Полёт длиной в месяц: эксперимент с двумя штаммами
20 августа 2025 года с Байконура стартовал спутник «Бион-М» № 2. На борту — 75 мышей, около 1500 мух дрозофил, растения, грибы, лишайники, клеточные культуры и уникальные оренбургские коринебактерии. Месяц вся эта компания провела на орбите. 19 сентября спутник приземлился в степях Оренбуржья.
Штаммы летали в двух вариантах: один — в чашке, погружённой в блоки с обмоткой, экранирующей мощную космическую радиацию и магнитное поле (защита ослабляла воздействие в 100 раз), второй — без всякой защиты. Температура на протяжении всего полёта поддерживалась одинаковая: сначала 8 °C, потом 28 °C. Для вагинальных изолятов, привыкших к температуре тела 36,6 °C, это было прохладно — и один штамм по возвращении признаков роста не показал. Второй вырос и отправился в дальнейшие исследования.
«Был запущен один штамм, прилетел совсем другой»: более 52 тысяч мутаций
Сейчас Ирина Гладышева обрабатывает данные — и результаты уже называют очень интересными. У штаммов незначительно повысилась устойчивость к ряду антибиотиков, но факторов патогенности — гемолитической и желатиназной активности — не появилось.
Но главное — изменения в геноме. У штамма, летавшего без защиты от космической радиации, выявлено более 52 тысяч мутаций. Среди них есть и незначительные, и весьма серьёзные, нарушившие ряд метаболических путей: больше всего пострадали гены, отвечающие за синтез клеточной стенки, продукцию кофакторов и витаминов, а также за защиту от окислительного стресса.
«Учитывая, что такое количество мутаций произошло в геноме, мы сейчас хотим посмотреть, не поменялось ли филогенетическое положение микроорганизма, — говорит Ирина Вячеславовна. — Если поменялось, то, по большому счёту, можем говорить, что в космосе рождается новая жизнь. Потому что был запущен один штамм, после пребывания прилетел совсем другой».
По её словам, штамм, который считался потенциально пробиотическим, после воздействия электромагнитного поля за счёт адаптации к условиям космоса и изменения метаболизма уже нельзя отнести к таковому. Теперь предстоит выяснить, как изменилась продукция тех самых ценных соединений. Ответы учёные представят на конференции, посвящённой итогам проекта «Бион-М» № 2, которая пройдёт в Москве 27–29 октября.
Назальный спрей для космонавтов — новая цель учёных
Следующий шаг — исследование генома штамма, летавшего с экранированием. Если мутаций там не окажется, это станет весомым доказательством того, что геном изменили именно космическая радиация и магнитное поле.
«Мы очень надеемся, что будет проведён ряд экспериментов, в том числе на животных, для того чтобы в перспективе создать искусственный назальный спрей для космонавтов и работников других экстремальных профессий, работающих в условиях повышенной сухости воздуха, — делится планами Ирина Гладышева. — Либо это будет крем с микроорганизмами — сейчас это на пике популярности, — либо мы разработаем технологию выделения комплекса ценных соединений, которые они продуцируют, и это пойдёт на благо человека».
Так скромные бактерии из Оренбурга не только слетали в космос, но и, возможно, приоткрыли завесу над одной из главных загадок — как космос влияет на живое. И кто знает: может быть, именно эти микроорганизмы однажды помогут космонавтам чувствовать себя лучше на орбите.
Подписывайтесь на АиФ в  MAX
|
