Microbiota nello spazio

I fattori ambientali del viaggio nello spazio in orbita terrestre bassa, che vanno dalla radiazione cosmica galattica, la privazione del sonno e lo stress psicologico alla microgravità, hanno effetti avversi dimostrabili sull’omeostasi della fisiologia dei mammiferi, tra cui la possibile alterazione del microbiota, sebbene tale ambito sia poco studiato. In particolare sembra che la microgravità abbia delle implicazioni riguardo il microbiota intestinale.

Studio del microbiota nello spazio attraverso modelli animali

La NASA ha sviluppato il Rodent Habitat (RH), un habitat ideale per una ricerca sui roditori di maggiore durata a bordo della Stazione Spaziale Internazionale con una dimensione del campione più ampia, capacità di manipolazione degli animali e una varietà di procedure sperimentali. Lo studio incentrato sul microbioma era relativo all’intersezione tra l’ecologia del microbioma intestinale e orale e l’asse dell’omeostasi ossea.

Interazione microbiota e omeostasi ossea

Uno studio ha collegato i cambiamenti nel microbioma intestinale e l’omeostasi ossea attraverso effettori che modulano il sistema immunitario, carenze di vitamine e nutrienti, regolazione endocrina, e il metabolismo energetico attraverso gli acidi grassi a catena corta (SCFA). È interessante notare che, in modelli di roditori terrestri, è stato dimostrato che la somministrazione di SCFA (acido acetico/propionico/butirrico), così come altri metaboliti microbici, hanno aumentato i livelli sierici del fattore di crescita insulinico-1 (IGF-1) e diminuito il telopeptide C-terminale del collagene di tipo 1 (CTX-1) e del fattore nucleare κB (NF-κB) responsabili dell’attività osteoclastica.

La microgravità influenza la diversità microbica

La missione RR-5 ha consentito di valutare sia l’influenza della microgravità che l’impatto del ritorno dal vivo (ipergravità) sull’intestino dei roditori e sul microbioma orale. Lo studio RR-1 ha dimostrato un aumento significativo della diversità alfa e beta a 37 giorni (∼settimana 5). I dati confermano e promuovono questi risultati, poiché l’elevata diversità è stata mantenuta fino alla settimana 9 di esposizione alla microgravità. Inoltre, contrariamente agli studi sull’uomo, che hanno dimostrato aumenti della ricchezza associati alla microgravità e riduzione al ritorno sulla Terra entro 60 giorni, qui è stata osservata una riduzione della diversità microbica a 24 ore dopo il ritorno sulla Terra

Microgravità e rapporto F/B

Prove crescenti suggeriscono che un aumento del rapporto F/B è una firma della disbiosi intestinale ed è correlato a stati patologici come la malattia infiammatoria intestinale e obesità. In questo studio, un aumento dell’abbondanza relativa di Firmicutes , nonché una diminuzione di Bacteroidetes (rapporto F/B >1), è stato associato all’esposizione alla microgravità. Il sequenziamento metagenomico ha rivelato che L. murinus, un batterio intestinale di roditore commensale e del phylum Firmicutes risulta preponderante dopo esposizione alla microgravità.