Astronauten altern schneller, sagt Studie

MADRID (EFE).— Laut einer Studie der University of California, San Diego, beschleunigt die Raumfahrt die Alterung menschlicher hämatopoetischer Stamm- und Vorläuferzellen, die für die Gesundheit des Blutes und des Immunsystems von entscheidender Bedeutung sind.

Die Ergebnisse zeigen, dass die Zellen einen Teil ihrer Fähigkeit verloren, neue, gesunde Zellen zu produzieren, anfälliger für DNA-Schäden wurden und nach dem Raumflug Anzeichen einer schnelleren Alterung an den Enden ihrer Chromosomen zeigten – alles Anzeichen einer beschleunigten Alterung.

Die Forscher, die unter anderem künstliche Intelligenz nutzten, konzentrierten ihre Experimente auf vier SpaceX-Versorgungsmissionen zur Internationalen Raumstation (ISS). Die Details wurden in der Fachzeitschrift Cell Stem Cell veröffentlicht.

„Der Weltraum ist der ultimative Stresstest für den menschlichen Körper“, sagt Catriona Jamieson, Direktorin des Sanford Stem Cell Institute und Professorin für Medizin in San Diego.

Diese Erkenntnisse seien von „lebenswichtiger Bedeutung“, da sie zeigten, dass Weltraumstressoren wie Mikrogravitation und galaktische kosmische Strahlung die molekulare Alterung von Blutstammzellen beschleunigen können.

„Das Verständnis dieser Veränderungen zeigt uns nicht nur, wie wir Astronauten bei Langzeitmissionen schützen können, sondern hilft uns auch, das Altern des Menschen und Krankheiten wie Krebs hier auf der Erde zu modellieren“, sagen die Wissenschaftler.

„Dies ist ein wesentliches Wissen, da wir in eine neue Ära der kommerziellen Raumfahrt und Forschung in der erdnahen Umlaufbahn eintreten.“

Frühere NASA-Studien haben gezeigt, dass Raumflüge die Immunfunktion und die Länge der Telomere (die Enden der Chromosomen) beeinflussen können.

Eines davon, die Twin Study, war ein einjähriges Experiment (2015–2016), bei dem Scott Kelly 340 Tage auf der ISS verbrachte, während sein Zwilling Mark auf der Erde blieb.

Die Studie verfolgte Veränderungen in Genetik, Physiologie, Kognition und Mikrobiom und entdeckte Veränderungen in der Genexpression sowie Veränderungen der Telomerlänge und des Darmmikrobioms. Viele dieser Veränderungen kehrten sich jedoch nach Kellys Rückkehr zur Erde um oder normalisierten sich wieder.

Zur Durchführung der aktuellen Studie entwickelten die Forscher, ebenfalls von Space Tango, eine neuartige Nanobioreaktorplattform sowie miniaturisierte 3D-Biosensorsysteme, die es ermöglichten, menschliche Stammzellen im Weltraum zu kultivieren und mit auf künstlicher Intelligenz basierenden Bildgebungswerkzeugen zu überwachen.

Zellen, die 32 bis 45 Tage lang im Weltraum verbrachten, zeigten deutliche Alterungsmerkmale. Forscher beobachteten, dass der Weltraumflug eine Reihe von Veränderungen in hämatopoetischen Stammzellen auslöst, die denen im Alter sehr ähnlich sind.

Diese Zellen wurden aktiver als normal, wodurch ihre Reserven aufgebraucht wurden und sie die Fähigkeit verloren, sich auszuruhen und zu erholen, eine Schlüsseleigenschaft, die es Stammzellen ermöglicht, sich mit der Zeit zu regenerieren.

Ihre Fähigkeit, neue, gesunde Zellen zu produzieren, nahm ab, während Anzeichen molekularen Verschleißes, wie DNA-Schäden und Verkürzung der Chromosomenenden (Telomere), deutlicher wurden.

Die Zellen zeigten auch Anzeichen von Entzündungen und Stress in ihren Mitochondrien – den Energieproduzenten der Zelle – und begannen, verborgene Abschnitte des Genoms zu aktivieren, die normalerweise zur Aufrechterhaltung der Stabilität inaktiv bleiben. Diese Stressreaktionen können die Immunfunktion beeinträchtigen und das Krankheitsrisiko erhöhen.

Als diese dem Weltraum ausgesetzten Zellen anschließend in eine „junge, gesunde Umgebung“ gebracht wurden, begannen sich einige der Schäden zu bessern. Dies lässt darauf schließen, dass es mit den richtigen Eingriffen möglich sein könnte, gealterte Zellen zu regenerieren.

Auf einen Blick

Immunsystem

In den Weltraum geschickte Zellen zeigten Anzeichen von Entzündungen und Stress in ihren Mitochondrien, was die Immunfunktion beeinträchtigen und das Krankheitsrisiko erhöhen kann.

Verjüngung

In einer „jungen und gesunden Umgebung“ wurden einige der Schäden rückgängig gemacht, was darauf hindeutet, dass alternde Zellen verjüngt werden könnten.