Eine bahnbrechende Studie des Sanford Stem Cell Institute der University of California San Diego (UCSD) hat aufgedeckt, dass die Raumfahrt den Alterungsprozess menschlicher hämatopoetischer Stamm- und Vorläuferzellen (HSPCs) beschleunigt. Diese Zellen sind entscheidend für die Aufrechterhaltung der Blut- und Immunfunktion.
Die in der Fachzeitschrift Cell Stem Cell veröffentlichten Ergebnisse zeigen, dass die Bedingungen im Weltraum, wie Mikrogravitation und kosmische Strahlung, zu einer schnellen Alterung dieser Zellen führen. Dies hat weitreichende Folgen für die Gesundheit von Astronauten und unser Verständnis von Alterungsprozessen auf der Erde. Die Forscher nutzten fortschrittliche, KI-gestützte Nanobioreaktoren, die während vier SpaceX-Versorgungsmissionen zur Internationalen Raumstation (ISS) eingesetzt wurden, um die Stammzellaktivitäten in Echtzeit zu überwachen. Die Ergebnisse sind bemerkenswert: HSPCs, die 32 bis 45 Tage im Weltraum verbrachten, zeigten deutliche Anzeichen beschleunigter Alterung.
Zu diesen Anzeichen gehören eine verringerte Fähigkeit zur Selbsterneuerung, eine erhöhte Anfälligkeit für DNA-Schäden und eine schnellere Verkürzung der Telomere, der schützenden Kappen an den Enden der Chromosomen. Diese Veränderungen ähneln denen, die normalerweise über Jahrzehnte hinweg auf der Erde auftreten. Dr. Catriona Jamieson, Direktorin des Sanford Stem Cell Institute, beschreibt den Weltraum als „den ultimativen Stresstest für den menschlichen Körper“ und betont, dass die im Weltraum herrschenden Stressfaktoren wie Mikrogravitation und kosmische Strahlung signifikante molekulare Veränderungen in den Blutzellenstammzellen hervorrufen.
Diese Erkenntnisse sind nicht nur für den Schutz von Astronauten bei Langzeitmissionen von entscheidender Bedeutung, sondern bieten auch wertvolle Einblicke in die Modellierung des menschlichen Alterns und von Krankheiten wie Krebs auf der Erde. Die Studie baut auf früheren Forschungen der NASA auf, wie der NASA Twins Study, die bereits Veränderungen der Immunfunktion und der Telomerlänge bei Astronauten festgestellt hatte. Die Studie hebt hervor, dass einige der im Weltraum beobachteten Zellschäden reversibel sein könnten, wenn die Zellen in eine gesündere Umgebung zurückgebracht werden, was die Entwicklung von Gegenmaßnahmen zur Erhaltung oder Wiederherstellung der Funktion alternder Zellen ermöglicht.
Die Zusammenarbeit zwischen akademischen Einrichtungen wie der UC San Diego und kommerziellen Raumfahrtunternehmen wie SpaceX und Space Tango war entscheidend für den Erfolg dieser Forschung. Die gewonnenen Daten werden die Entwicklung von Strategien zur Erhaltung der Stammzellintegrität während längerer Raumflüge maßgeblich beeinflussen. Diese Entdeckungen sind besonders relevant angesichts der zunehmenden Kommerzialisierung der Raumfahrt und der Planung zukünftiger Langzeitmissionen, wie beispielsweise zum Mars. Die Forschung liefert nicht nur kritische Informationen für die Astronautengesundheit, sondern bietet auch neue Ansätze für das Verständnis und die Behandlung von altersbedingten Krankheiten und Krebs auf der Erde.
Die fortlaufende Forschung, die weitere Missionen zur ISS und Astronautenstudien umfasst, zielt darauf ab, molekulare Veränderungen in Echtzeit zu überwachen und potenzielle pharmakologische oder genetische Gegenmaßnahmen zu testen, um die menschliche Gesundheit im Weltraum und darüber hinaus zu schützen.