Estação Espacial Internacional
A sequenciação completa do genoma de vírus e bactérias levados para a Estação Espacial Internacional revelou que ambos mutações específicas para o ambiente de microgravidade.
As bactérias e os vírus que as infetam travam uma batalha evolutiva há milhares de milhões de anos. As bactérias desenvolvem defesas contra as infeções virais, enquanto os vírus desenvolvem novas formas de quebrar essas defesas. Este processo molda os ecossistemas microbianos em toda a Terra, desde as profundezas oceânicas até às comunidades do solo. Mas o que acontece quando esta batalha é levada para o espaço?
Phil Huss e os seus colegas da Universidade de Wisconsin-Madison decidiram descobrir enviando amostras de bactérias *E. coli* infetadas com o vírus T7 para a Estação Espacial Internacional. Compararam como a interação vírus-bactéria se desenrolou em microgravidade com amostras idênticas mantidas na Terra, observando a evolução em tempo real sob condições físicas fundamentalmente diferentes.
Embora os vírus T7 tenham eventualmente conseguido infetar as suas bactérias hospedeiras a bordo da estação, tudo aconteceu de forma diferente do que na Terra. A sequenciação completa do genoma revelou que tanto os vírus como as bactérias acumularam mutações distintas específicas para o ambiente de microgravidade, alterações que simplesmente não aparecem nas populações terrestres.
Os vírus que habitam o espaço desenvolveram gradualmente mutações que poderão aumentar a sua infectividade e melhorar a sua capacidade de se ligarem aos recetores na superfície das células bacterianas. Entretanto, as populações orbitais de *E. coli* acumularam o seu próprio conjunto de mutações protetoras, ajudando-as a sobreviver tanto ao ataque viral como aos desafios da quase ausência de gravidade.
A microgravidade altera fundamentalmente a física de como os vírus encontram as bactérias. Na Terra, a gravidade influencia a dinâmica dos fluidos e os comportamentos de sedimentação que afetam as taxas de colisão entre os vírus e os seus alvos. Em órbita, estas regras familiares já não se aplicam. Os investigadores descobriram que a infeção prosseguia mais lentamente no Espaço, sugerindo que estas alterações físicas realmente importam para o sucesso viral.
A equipa empregou então uma técnica chamada deep mutational scan para examinar as alterações na proteína de ligação ao recetor do T7, a chave molecular que desbloqueia as células bacterianas. Isto revelou diferenças ainda mais significativas entre a microgravidade e as condições terrestres. Mais notavelmente, algumas destas adaptações induzidas pelo Espaço revelaram-se úteis de volta à Terra.
Quando os investigadores introduziram as mutações associadas à microgravidade no T7 e as testaram contra *E. coli*, as mutações associadas à microgravidade mostraram-se mais eficazes. Nas estirpes de E. coli* que causam infeções do trato urinário em humanos, estirpes normalmente resistentes ao T7, os vírus modificados apresentaram uma atividade drasticamente melhorada. A evolução em órbita revelou soluções para problemas aqui na Terra.
As descobertas destacam um benefício inesperado da investigação orbital. Ao submeter sistemas biológicos familiares a ambientes radicalmente diferentes, os cientistas podem descobrir caminhos evolutivos e soluções genéticas que não surgiriam naturalmente na Terra. A ISS torna-se não só uma plataforma para o estudo da biologia espacial, mas um laboratório para descobrir novas abordagens aos desafios terrestres, desde a resistência aos antibióticos à gestão dos ecossistemas microbianos.