Mikrobskydd: Ny metod skyddar mikroorganismer i extrema miljöer och förbättrar stabiliteten.

StockholmForskare vid MIT har funnit en metod för att göra mikrober tillräckligt starka för att överleva i tuffa miljöer. De blandar bakterier med säkra tillsatser godkända av FDA. Dessa blandningar hjälper till att stabilisera olika mikrober som jäst och bakterier. Forskarna visade att dessa blandningar kan stå emot höga temperaturer, strålning och industriella processer som vanligtvis skadar mikrober.

Forskare skickade dessa mikrober till den internationella rymdstationen. Nu undersöker de om mikroberna klarat resan.

De fokuserade i huvudsak på att undersöka specifika typer av mikroorganismer.

• Escherichia coli Nissle 1917: En probiotika som används för att behandla turistdiarré.
• Ensifer meliloti: En bakterie som hjälper växter att växa genom att fixera kväve i jorden.
• Lactobacillus plantarum: En bakterie som används vid jäsning av livsmedelsprodukter.
• Saccharomyces boulardii: En jäst som används som probiotika.

Teamet arbetade med att hitta ämnen som hjälper mikrober att överleva när de torkas till pulver genom lyofilisering. Vanligtvis är det inte möjligt att förvandla dessa mikrober till tabletter eller piller eftersom det kräver skadliga organiska lösningsmedel. MIT-teamet utvecklade en metod där de blandade bakterier med cirka 100 olika säkra ingredienser för att undersöka vilka som kan hålla mikroberna vid liv i rumstemperatur i 30 dagar.

Forskare upptäckte att socker och peptider var mest effektiva. De utförde fler tester på probiotikan E. coli Nissle 1917. Genom att kombinera koffein eller jästextrakt med ett socker som heter melibios, skapade de en stabil blandning kallad "formulering D". Denna blandning gjorde att över 10% av mikroberna överlevde efter att ha förvarats i sex månader vid 37 grader Celsius. Som jämförelse klarade den kommersiella versionen sig endast i 11 dagar under samma förhållanden.

Läs också:

Idag · 11:55

Genombrott i genetiken ger insikter om intellektuella funktionsnedsättningar

Formulering D stod emot höga nivåer av joniserande strålning, upp till 1 000 gray. Som jämförelse är stråldosen på jorden cirka 15 mikrosievert per dag, och i rymden är den cirka 200 mikrosievert per dag.

Forskarna är osäkra på hur tillsatserna skyddar bakterier. De tror att ingredienserna kan bidra till att hålla bakteriernas cellmembran stabila när de återfuktas.

Teamet undersökte därefter om dessa tåliga mikroorganismer fortsatte att fungera normalt efter att ha utsatts för hårda förhållanden. Ensifer meliloti kunde fortfarande bilda fördelaktiga knölar på plantrötter och omvandla kväve till ammoniak, även efter att ha exponerats för temperaturer upp till 50 grader Celsius. Deras variant av E. coli Nissle 1917 kunde fortfarande hindra tillväxten av Shigella flexneri, som orsakar dödlig diarré i låg- och medelinkomstländer.

Förra året skickade forskare extremofila mikrober till ISS. De har nu återkommit till jorden. Teamet jämför nu proverna som förvarades inuti ISS, de som placerades utanför, och kontrollproverna på jorden.

Forskningsprojektet finansierades av NASA:s Translational Research Institute for Space Health, Space Center Houston, institutionen för maskinteknik vid MIT och 711 Human Performance Wing i samarbete med Defense Advanced Research Projects Agency. Artikeln skrevs även av Johanna L'Heureux, Emily Kolaya, Gary Liu, Kyle Martin, Husna Ellis, Alfred Dao, Margaret Yang, Zachary Villaverde, Afeefah Khazi-Syed, Qinhao Cao, Niora Fabian, Joshua Jenkins, Nina Fitzgerald, Christina Karavasili, Benjamin Muller och James Byrne.