Марс под вопросом: что может обнулить иммунитет у космонавтов?

Нидерландский ученый Томмазо Дзаккария провел серию экспериментов, в которых земные бактерии помещали в условия, максимально приближенные к марсианским. Патогены не только выжили в такой среде, но и кардинально поменяли свои свойства, что создало новые трудности для космической медицины.


Что же именно может произойти с иммунитетом исследователей, когда их организмы столкнутся с изменившимися микроорганизмами? И как лунная пыль может еще больше усугубить проблему поселенцев на Марсе и других объектах Солнечной системы.

Наследие нестерильных миссий

Сорок лет назад никто всерьез не задумывался о том, что земные микробы могут стать проблемой для других планет. Автоматические станции «Викинг», достигшие Марса в середине 1970-х, проходили стерилизацию по протоколам, которые сегодняшние инженеры назвали бы поверхностными. А первые пилотируемые экспедиции на Луну и вовсе оставляли на ее поверхности отходы жизнедеятельности астронавтов. Этот исторический багаж и подтолкнул Томмазо Дзаккарию к эксперименту: если человечество уже могло занести жизнь на другие тела Солнечной системы, стоит понять, способна ли эта жизнь там укорениться.



Для моделирования ученый выбрал четыре объекта: Луну, Марс, а также ледяные спутники Европу и Энцелад. Главный критерий — наличие воды. На Марсе, помимо подтвержденных следов водных потоков, есть и другие факторы. В некоторых районах температура поднимается 20 °C, а в марсианском грунте обнаружены аминокислоты и углеродные соединения.

Это, по мнению исследователя, делает Красную планету не абсолютно стерильной пустыней, а скорее суровой, но потенциально обитаемой средой. Чтобы воспроизвести ее условия, Дзаккария использовал уникальное оборудование DLR, где можно одновременно создавать ионизирующее излучение, экстремальный холод и вакуумное обезвоживание.

В качестве подопытных выступили микроорганизмы, известные своей выносливостью на Земле: те, что живут в жерлах вулканов, в антарктических льдах и в горячих источниках. Результат первого этапа превзошел ожидания — большинство культур выжило. Однако настоящая сенсация ждала впереди, когда Дзаккария перешел к изучению не безобидных экстремофилов, а вполне клинических патогенов, с которыми врачи сталкиваются каждый день.

«Тренированная» зараза

Среди всех протестированных организмов абсолютными чемпионами по устойчивости оказались дрожжи. Дзаккария выяснил, что в ответ на радиацию и холод они резко активируют механизмы восстановления ДНК и включают внутриклеточные защитные реакции, блокирующие окислительный стресс. Эти грибки буквально «перепрограммируют» свой метаболизм, чтобы выжить в чужеродной среде. Но куда более тревожные данные получились с бактерией Klebsiella pneumoniae — возбудителем внутрибольничных пневмоний, устойчивым ко многим антибиотикам.



После полного цикла марсианской симуляции эта бактерия физически уменьшилась в размерах. Это не было разрушением клеток: колонии сохраняли активность и могли размножаться. Но когда Дзаккария смешал трансформированные микробы с образцами человеческой крови, содержащими живые иммунные клетки, произошло неожиданное. Макрофаги и нейтрофилы, которые на Земле мгновенно атакуют Klebsiella, реагировали на уменьшившиеся экземпляры вяло и с задержкой. Патоген словно стал невидимым для защитной системы, хотя его опасность не снизилась.

И это огромная проблема для космонавтов. В полете иммунитет ослаблен множеством факторов: сбиты циркадные ритмы, рацион беден, кишечная микробиота нарушена, постоянное облучение повреждает ДНК, а замкнутое пространство и социальная изоляция добавляют психологического давления.

А если к этому добавить патогены, прошедшие «космический тренинг», то даже обычная инфекция может перерасти в угрожающую жизни пневмонию или сепсис.

Не просто пыль

Однако «тренированные» микробы — это лишь часть проблемы. Исследование Дзаккарии показало, что пыль (реголит), покрывающая поверхность Луны и Марса, не менее опасна. Оказалось, что частицы внеземного реголита, особенно лунного, оказывают пагубное воздействие на клетки легочного эпителия. Они разрушают защитный слой альвеол, открывая путь инфекциям. Земной песок не вызывал такого повреждения.



Получается, что астронавт, вдохнувший пыль с поверхности чужой планеты, получает не только механическую травму дыхательных путей. Поврежденный барьер становится идеальными воротами для тех самых «уменьшившихся» патогенов, которые уже гуляют по отсекам.

Этот синергетический эффект — реголит плюс трансформированный микроб — может оказаться фатальным для миссий на Марс, где доступ к медицинской помощи будет ограничен годами перелета. Ученые подчеркивают, что системы фильтрации и очистки скафандров должны быть пересмотрены с учетом этих данных.