Ningún ambiente está estéril

Te lo cuento en este vídeo de la serie “Los microbios en el museo” #microBIOscope:

La Estación Espacial Internacional (EEI) está a unos 400 km de distancia de la Tierra y está habitada por el hombre de forma constante desde el año 2000. Es un ecosistema único y peculiar, con altos niveles de radiación, baja disponibilidad de nutrientes, temperatura y humedad constantes (22ºC y 60%) y condiciones de microgravedad. La EEI no es un ambiente estéril y está poblada también de microbios desde su inicio.

Desde hace ya varios años se viene monitorizando la presencia de microorganismos en la EEI. Los análisis microbiológicos han demostrado la presencia de distintos microbios en el aire y en las superficies de la estación (más de 70 especies distintas), desde hongos como Penicillium y Aspergillus, hasta bacterias como Bacillus, Staphylococcus, Acinetobacter, miembros de la familia de las Enterobacteriaceae, Corynebacterium, Propionibacterium y otras (1). Algunas de estas bacterias son potenciales patógenos oportunistas capaces de infectar a personas inmunocomprometidas. El origen de estos microorganismos obviamente es humano, son parte de la microbiota normal que llevan los astronautas. También puede provenir de alimentos o equipos que se envían desde la Tierra.

La presencia de estos microorganismos en un ambiente cerrado como la EEI supone un riesgo. Por una parte, los microorganismo pueden afectar al biodeterioro de algunos materiales. Pero es que además, son un riesgo para la salud de la tripulación, sobre todo si tenemos en cuenta que los viajes espaciales prolongados suelen debilitar el sistema inmune de los astronautas, haciéndolos más susceptibles a una posible infección. Además, se ha descrito que las condiciones de microgravedad puede afectar a la virulencia de algunas bacterias, haciéndolas más virulentas en unos casos (Salmonella) o incluso menos en otros (Listeria monocytogenes, Enterococcus faecalis). De momento, nunca se han descrito infecciones series a bordo y nunca se ha tenido que abortar una misión por esta causa. Solo ha habido algún caso aislado de conjuntivitis o infecciones dentales. 

Recientemente se han analizado la presencia de genes de resistencia a los antibióticos en algunas de las bacterias aisladas en la EEI. Para ello, se han tomado 24 muestras de ocho sitios distintos de la EEI durante un periodo de un año (2). Las muestras se han cultivado y analizado su DNA por métodos de secuenciación masiva, y se han caracterizado los genes de resistencia a los antibióticos (lo que se denomina el resistoma). Los resultados demostraron la presencia de numerosos genes de resistencia a 28 agentes antimicrobianos diferentes.

De las 105 cepas bacterianas que se aislaron, cinco de ellas se identificaron como Enterobacter bugandensis, y se analizaron en mayor profundidad (3). Estas bacterias se habían aislado del inodoro y de la plataforma de ejercicio de la estación espacial. Se comprobó que estos cinco aislamientos de la EEI eran fenotípica y genotípicamente idénticas a tres cepas clínicas aisladas en entornos hospitalarios en la Tierra: la cepa EB-247, aislada de la sangre de un recién nacido en Tanzania; 153_ECLO, aislada de una muestra de orina de un recién nacido de Washington; y MBRL 1077, aislada de una herida de una mujer de 72 años de edad. La comparación de los genomas de estas ocho cepas, reveló que todas contenían hasta 112 genes relacionados con la virulencia y enfermedad, algunos de ellos responsables de la resistencia a los antibióticos.

Todo esto demuestra que, como era de esperar, los aislamientos de la estación espacial son de origen humano y comparten un patrón de resistencia a los antibióticos similar a las cepas terrícolas. No se trata, como se ha interpretado erróneamente en algunos medios, de que las bacterias en el espacio estaban evolucionando rápidamente hacia superbacterias resistentes a los antibióticos. Simplemente son similares a sus congéneres terrícolas.

Un resultado similar ya se obtuvo cuando se compararon los genomas de 189 bacterias de los géneros Bacillus cereus y Staphylococcus aureus aisladas de distintos ambientes: desde la EEI, ambientes terrícolas, el suelo y de muestras de origen humano (4). Aunque se comprobaron diferencias genéticas relacionados con el distinto origen de las cepas (las aisladas en la estación espacial, por ejemplo, presentaban mayores funciones relacionadas con la biosíntesis, el metabolismo y la respuesta al estrés), esas diferencias no estaban asociadas con un potencial impacto en la salud humana.

Todos estos resultados lo que sí sugieren es que es necesario desarrollar procedimientos específicos de limpieza para erradicar esos microorganismos, monitorizar su presencia, y evaluar el tipo de tratamiento antibiótico que debería darse en el espacio. No sabemos por ejemplo, si, como ocurre en la Tierra, la resistencia a los antibióticos se puede transmitir y extender con facilidad entas las bacterias de la estación espacial a través de plásmidos. Conocer estos datos es importante para mantener la salud de la tripulación, sobre todo en los misiones de larga duración, cuando la vuelta a la Tierra para un tratamiento con antibióticos no es una opción posible.

Para saber más:

(1) Microorganisms in Confined Habitats: MicrobialMonitoring and Control of Intensive Care Units, Operating Rooms, Cleanrooms and the International Space Station. Mora, M., y col. Front Microbiol. 2016;7:1573.

(2) Detection of antimicrobial resistance genes associated with the International Space Station environmental surfaces. Urbaniak, C., y
col. Sci Rep. 2018; 8: 814.

(3) Multi-drug resistant Enterobacter bugandensis species isolated from the International Space Station and comparative genomic analyses with human pathogenic strains. Singh, N.K., y col. BMC Microbiol. 2018;
18(1):175.

(4) Pangenomic Approach To Understanding MicrobialAdaptations within a Model Built Environment, the International Space Station,Relative to Human Hosts and Soil. Blaustein, R.A., y col. mSystems. 2019;4(1).
pii: e00281-18.

Con la colaboración de: Fundación Española para la Ciencia y la Tecnología (FECYT) – Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades (antes Ministerio de Economía, Industria y Competitividad)

y la colaboración «espacial» del Planetario de Pamplona