Wer längere Zeit krank im Bett lag, kennt das Gefühl: Muskeln schwinden, der Körper verändert sich. Im Weltall passiert etwas Ähnliches, nur viel extremer. Astronauten schwebend an Bord der ISS zu sehen, sieht beeindruckend aus. Doch Schwerelosigkeit und Strahlung stressen den Körper enorm, weil sie grundlegende biologische Abläufe verändern. Forschende der TU Dresden untersuchen, wie sich diese Einflüsse auf im Labor gezüchtetes Lebergewebe von Mäusen auswirken. Sowohl unter simulierten Weltraumbedingungen – als auch im All selbst.
Das Projekt heißt ILLUMINATE und ist Teil des Cellbox-Programms des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR). Die Forscher schicken keine echten Organe ins All, sondern sogenannte Organoide. Das sind im Labor gezüchtete Mini-Modelle der Leber, etwa so groß wie ein Stecknadelkopf. Diese werden in einem smartphonegroßen Minilabor in einem Raumfahrzeug untergebracht und kreisen für einige Wochen um die Erde.
Eine neue Methode macht Gene sichtbar
Geleitet wird das Teilprojekt von Prof. Nils Cordes, Leiter des Bereichs Strahlenbiologie am OncoRay, dem Nationalen Zentrum für Strahlenforschung in der Onkologie an der TU Dresden. Sein Team untersucht, wie Schwerelosigkeit und kosmische Strahlung die Leberorganoide verändern. Welche Veränderungen gibt es in der Zellumgebung? Welche Aktivität entsteht in betimmten Genen und sogar in der Struktur der Erbinformation selbst. Die Leberorganoide werden von Prof. Meritxell Huch am Max-Planck-Institut für molekulare Zellbiologie und Genetik bereitgestellt. Ausgewertet werden die Daten unter anderem vom DRESDEN-concept Genome Center der TU Dresden.
Erstmals soll im Weltall eine Methode namens ATAC-Sequenzierung eingesetzt werden. Das klingt kompliziert, ist aber im Kern einfach erklärt: Mit dieser Technik lässt sich sehen, welche Abschnitte der Erbinformation, also des genetischen Bauplans einer Zelle, unter Weltraumbedingungen gerade genutzt werden. So können die Forschenden nachvollziehen, wie sich Gewebe im All verändert und welche biologischen Prozesse dabei eine Rolle spielen.
"Die weltraumbiologische Forschung besitzt einen enormen transformativen Charakter, der weit über die Grundlagenwissenschaft hinausgeht", beschreibt Prof. Cordes, was ihn an dem Projekt besonders bewegt. "Für unser Team ist es etwas Besonderes, dass eine von uns entwickelte Idee tatsächlich ins All fliegt und dazu beiträgt, die Grundlagen der Gewebebiologie besser zu verstehen."
Was das All uns auf der Erde bringt
Die Erkenntnisse aus dem Weltall könnten helfen, neue Medikamente zu entwickeln und Schutzstrategien für Organe bei Langzeitmissionen zu entwerfen. Denn wer versteht, wie Gewebe unter extremem Stress reagiert, kann auch besser gegen Krankheiten auf der Erde vorgehen, etwa gegen Lebererkrankungen oder strahlungsbedingte Schäden nach einer Krebstherapie.
"Das Cellbox-Programm zeigt eindrucksvoll, wie Grundlagenforschung und angewandte Wissenschaft ineinandergreifen", betont Prof. Esther Troost, Dekanin der Medizinischen Fakultät der TU Dresden. "Die Beteiligung der Hochschulmedizin Dresden an diesem Projekt ist für uns eine wertvolle Möglichkeit, die Anpassungsfähigkeit des menschlichen Körpers besser zu verstehen und daraus neue Impulse für das Gesundheitswesen zu gewinnen." Das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz fördert ILLUMINATE bis Oktober 2028 mit rund 280.000 Euro.
Weitere Informationen zum Projekt ILLUMINATE gibt es hier.
