Eine bahnbrechende Studie, die am 19. Dezember 2024 von Forschern des Scripps Research Institute in den USA veröffentlicht wurde, hat gezeigt, dass menschliche Gehirnzellen über längere Zeiträume in einer niedrigen Erdumlaufbahn überleben können. Diese Entdeckung eröffnet neue Möglichkeiten zur Entwicklung von Behandlungen für neurodegenerative Erkrankungen.
Im Jahr 2019 schickte ein Team amerikanischer Forscher Cluster von im Labor gezüchtetem menschlichem Nervengewebe, bekannt als 'Organoide', zur Internationalen Raumstation (ISS) für einmonatige Experimente. Bei ihrer Rückkehr stellten die Wissenschaftler fest, dass die menschlichen Neuronen nicht nur überlebt hatten, sondern auch schneller reiften als die auf der Erde gezüchteten.
Dr. Jian Loring, Molekularbiologin am Scripps Institute, erklärte: 'Die Tatsache, dass diese Zellen im Weltraum überlebt haben, war eine große Überraschung. Dies ebnet den Weg für zukünftige Experimente im Weltraum, bei denen wir auch andere Teile des Gehirns einbeziehen können, die von neurodegenerativen Erkrankungen betroffen sind.'
Die ISS bietet eine einzigartige Gelegenheit für wissenschaftliche Forschung, da sie die Untersuchung der Auswirkungen von Mikrogravitation auf menschliche Zellen ermöglicht, was erhebliche Auswirkungen sowohl auf Astronauten als auch auf die Gesundheitsforschung auf der Erde hat. Diese Forschung könnte auch bei der Modellierung von Krankheiten und der Entwicklung von Medikamenten helfen.
Unter der Leitung des Molekularbiologen Davide Marotta konzentrierte sich die Studie auf die Auswirkungen der Mikrogravitation auf menschliche Gehirnzellen, insbesondere auf Neuronen, die von Erkrankungen wie Multipler Sklerose und Parkinson betroffen sind. Die Organoide wurden aus menschlichen Stammzellen gesunder Spender und Patienten mit diesen Erkrankungen hergestellt.
Die Forscher bereiteten die Organoide in speziellen Behältern auf der Erde vor und teilten sie in zwei Gruppen: Eine Gruppe blieb auf der Erde, während die andere ins All geschickt wurde. Nach ihrer Rückkehr wurden die Organoide sorgfältig auf Unterschiede untersucht.
Überraschenderweise wiesen die Organoide, die ins All gereist waren, eine größere Genentwicklung auf, die mit der Zellreifung verbunden ist, während die Anzahl der Gene, die mit der Zellproliferation verbunden sind, im Vergleich zu denen, die auf der Erde blieben, geringer war. Dies deutet darauf hin, dass die Organoide im Weltraum langsamer proliferierten, aber schneller reiften.
Eine weitere bemerkenswerte Entdeckung war, dass die Organoide, die ins All reisten, weniger stressbezogene Gene und weniger Entzündungen aufwiesen als erwartet, verglichen mit ihren irdischen Pendants. Dies könnte darauf zurückzuführen sein, dass die Mikrogravitation näher an den Bedingungen im menschlichen Schädel ist als die laborbedingten Stressbedingungen auf der Erde.
Loring bemerkte: 'Die einzigartigen Eigenschaften der Mikrogravitation könnten auch Auswirkungen auf das menschliche Gehirn haben; es gibt keinen Strom in der Mikrogravitation, was bedeutet, dass sich die Dinge nicht bewegen.' Sie fügte hinzu: 'Ich glaube, dass diese Organoide im Weltraum ähnlicher zum menschlichen Gehirn geworden sind, weil sie nicht übermäßigen Umwelteinflüssen ausgesetzt sind.' Dies deutet darauf hin, dass sie eine Art Mini-Gehirn bilden, oder eine Miniaturversion der menschlichen Gehirnumgebung.
Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass Mikrogravitation als simuliertes Modell für natürlichere Bedingungen für Gehirnorganoide dienen könnte, verglichen mit denen, die auf der Erde untersucht werden, was es zu einer idealen Umgebung machen könnte, um zu studieren, wie Gehirnzellen auf spezifische Reize oder Medikamente unter Bedingungen reagieren, die näher an dem sind, was das menschliche Gehirn im täglichen Leben erlebt.
Loring schloss: 'Der nächste Schritt, den wir planen, ist die Untersuchung des Gehirnteils, der am stärksten von der Alzheimer-Krankheit betroffen ist. Wir wollen auch herausfinden, ob es Unterschiede in der Art und Weise gibt, wie Neuronen im Weltraum miteinander verbunden sind. Bei diesen Arten von Studien können Sie sich nicht auf frühere Arbeiten verlassen, um Ergebnisse vorherzusagen, da es an vorherigen Forschungen mangelt. Wir befinden uns in der frühen Phase dieser Experimente... wir sind im Himmel, aber auf dem Boden dieser Forschung.'