Northwestern University-forskare som studerar tarmbakterierna hos Scott och Mark Kelly, NASA-astronauter och identiska tvillingbröder, som en del av en unik mänsklig studie har funnit att förändringar av vissa "buggar" i tarmen inträffar i rymden.

Northwestern-teamet är en av 10 NASA-finansierade forskargrupper som studerar Kelly-tvillingarna för att lära sig hur att leva i rymden under en lång tidsperiod – som ett uppdrag till Mars – påverkar människokroppen. Medan Scott tillbringade nästan ett år i rymden, hans bror, Mark, stannade kvar på jorden, som en markbaserad kontroll.

"Vi ser förändringar i samband med rymdfärd, och de går bort när de återvänder till jorden, sade Fred W. Turek, Charles E. och Emma H. ​​Morrison professor i biologi vid Weinberg College of Arts and Sciences. Han är medledare för studien.

"Det är tidigt i vår analys, så vi vet inte ännu vad dessa förändringar betyder, sade Martha H. Vitaterna, studieledare och forskningsdocent i neurobiologi vid Northwestern. "Vi vet inte vad det är med rymdfärder som driver förändringarna i tarmmikrober."

Forskargruppen inkluderar medarbetare från Rush University Medical School och University of Illinois i Chicago.

"Vi kommer att arbeta nära med de andra Twins Study-teamen för att få ihop en mer komplett bild av effekterna av långa rymduppdrag, ", sa Turek. "Det vi lär oss kommer att hjälpa oss att skydda astronauternas hälsa, och det kommer också att hjälpa oss att förbättra människors hälsa på jorden."

Turek rapporterade sitt teams preliminära forskningsresultat vid NASA:s Human Research Programs årliga Investigators' Workshop, hölls förra veckan i Galveston, Texas. Detta var det första mötet där forskarna med de 10 Twins Study-teamen, som tittar på olika aspekter av tvillingarnas fysiologi, kan dela sina uppgifter med varandra.

"Vi var väldigt glada över att lära oss vad de andra teamen har upptäckt och att börja fundera på hur det stämmer med våra resultat, ", sa Vitaterna. "Detta är en stor milstolpe - vi vet nu saker som vi inte visste förut."

Northwestern-studien är unik:Forskarna jämför effekten av att leva vid noll gravitation under ett år på en människas tarmmikrobiota - "buggarna" som finns naturligt i mag-tarmkanalen (GI) för att hjälpa matsmältningen - med de normala fluktuationerna i dessa populationer under samma tidsperiod i en enäggstvilling på jorden.

Teamets resultat inkluderar:

• Det skedde en förändring i balansen mellan de två dominerande bakteriegrupperna (Firmicutes och Bacteroidetes) i Scott Kellys mag-tarmkanalen när han var i rymden. Balansen återgick till nivåerna före flygningen när Scott Kelly återvände till jorden.
• Fluktuationer i samma bakteriegrupper sågs hos Mark Kelly, kontrollen på jorden, men fluktuationerna var inte lika stora som de som sågs hos Scott Kelly i rymden.
• Skillnader i viral, bakterie- och svamppopulationer mellan Scott Kelly och Mark Kelly var uttalade vid alla tidpunkter; dock, detta förväntades när man jämförde olika individer, även enäggstvillingar.
• Det överraskande fyndet var att en förändring i mångfalden av tarmmikrober (antalet olika arter) inte observerades i Scott Kelly i rymden.

Forskarna varnade för att fynden är preliminära och att de inte har haft en chans att gräva djupt för att ta reda på vad uppgifterna betyder.

"Detta kommer att hända under de kommande månaderna när vi tittar på våra resultat i sammanhanget av vad de andra teamen hittar, " sa Vitaterna. "Just nu, vi ser inget alarmerande eller skrämmande – Kelly-tvillingarna verkar ha friska tarmmikrobiomer."