Frugtfluer sendt som æg på en 12-dages mission ombord på rumfærgen-opdagelsen havde en nøgledel af deres immunsystem svækket, da de voksede i rummet.
En Drosophila-flue inficeret med svamp. Efter at have været opdrættet i rummet, er frugtfluer ikke i stand til at bekæmpe svampeinfektioner på grund af defekter i deres immunsystem. Billede via Deborah Kimbrell
Frugtfluer, der tager ca. 10 dage at udvikle sig til voksne, blev sendt ud i rummet som æg på en 12-dages mission ombord på rumfærgen-opdagelsen. Efter at de vendte tilbage til Jorden, testede forskerne deres respons på to forskellige infektioner og fandt, at deres immunsystem var svagere end forventet.
Det er veletableret, at rumflyvning påvirker immunrespons, ifølge Deborah Kimbrell, en forsker i afdelingen for molekylær og cellulær biologi ved University of California, Davis, der ledede undersøgelsen offentliggjort i PLOS ÉN. Kimbrell og kolleger siger, at deres undersøgelse var den første af Drosophila-frugtfluernes immunrespons på tyngdekraften ved hjælp af først hypergravitet (øget tyngdekraft) og derefter mikrogravitet, den reducerede tyngdekraft af rumfart.
Drosophila-fluer deler mange grundlæggende elementer i immunsystemet med pattedyr som mus og mennesker.
Tyngdekraft og immunrespons
Efter at de var opdrættet i rummet, blev fluerne testet for to infektioner: en svamp, der fluer kæmper af gennem en vej, der er formidlet af Toll-receptoren, og en bakterieinfektion, der flyver modstand gennem et gen kaldet Imd ("immunmangel"). Både vejafgift og Imd-stier har modstykker hos mennesker og andre pattedyr. Faktisk blev Nobelprisen for 2011 i fysiologi og medicin tildelt for opdagelsen af vejafgiftsreceptoraktivering af medfødt immunitet hos fluer og pattedyr.
Mens svaret gennem Imd-stien var robust, var vejafgiften "ikke-funktionel" i rumhevede fluer, sagde Kimbrell.
I jordbaserede eksperimenter, når fluer blev testet i en centrifuge under hypergravity-forhold, blev deres modstand mod svampen forbedret, hvilket antyder, at deres vejafgift blev forbedret.
For den mutante yuri gagarin, der mangler normale reaktioner på tyngdefelter, var modstanden imidlertid den samme ved normal og hypergravitet, hvilket yderligere demonstrerer en forbindelse mellem tyngdekraft og immunrespons.
Fremtidige rumfartøjer designet til lange missioner kunne allerede omfatte centrifuger, som besætningen kunne bruge til at holde ben og muskelmasse op: det viser sig, at dette også kan have en gavnlig effekt på astronauternes immunsystem, sagde Kimbrell.
Hvordan påvirker mikrograviteten immunforsvaret? Forskere har to hypoteser i tankerne, som kan testes både hos mennesker og fluer:
- Rumfluerne viste også høj ekspression af gener for varmechock-proteiner, der produceres som respons på fysiologisk stress.Varmechokproteiner binder direkte med pattedyrsmængdereceptorer og kan også moderere vejafgiftsaktivering i Drosophila.
- Mikrogravitet forstyrrer opførslen af proteiner uden for cellen - et område, der er vigtigere for vejafgift end for Imd-signalering.
Forskere fra Rice University, University of Central Florida og University of Nevada, Las Vegas, bidrog til undersøgelsen.
Via Futurity