Das Londoner Biotech-Startup Mass Balance hat erfolgreich sein erstes autonomes Experiment in die Umlaufbahn gebracht, welches von den Forschern als „Langlebigkeits-Labor“ bezeichnet wird. Das Gerät, das an Bord einer SpaceX Falcon 9-Trägerrakete ins All startete, soll einen Durchbruch bei der Erforschung altersbedingter Krankheiten erzielen. Die Wissenschaftler beabsichtigen, die einzigartigen Bedingungen der Mikrogravitation zu nutzen, um Proteine zu untersuchen, deren Analyse auf der Erde bisher fast unmöglich war.
Ein „Labor“ in der Größe einer Grapefruit
Das eigentliche Versuchsmodul mit dem Namen MB-X1 ist gerade einmal so groß wie eine Grapefruit (oder eine menschliche Faust).
In dieser zehn Zentimeter großen autonomen Kapsel, die vom österreichischen Weltraumlogistik-Unternehmen Tumbleweed entwickelt und in den Satelliten Oasis Alpha integriert wurde, verbirgt sich ein komplexes Innenleben.
Es umfasst Chemikalien, lebende Zellen sowie hochsensible Sensoren und Steuerungselemente, die für die Aufrechterhaltung ihrer Lebensfunktionen und Arbeitsweise erforderlich sind.
In den kommenden Monaten wird die Kapsel die Erde umkreisen, dabei automatisch Messungen durchführen und Daten darüber zur Erde senden, wie sich Zellen und chemische Reaktionen unter Bedingungen geringer Schwerkraft verhalten.
Als ersten Test hat die Plattform einen industriellen Biokatalysator ins All geschickt, der eine chemische Verbindung aufspalten wird, wobei Sensoren diesen Prozess mittels Licht überwachen, um den Erfolg der Reaktionen zu bestätigen.
Warum ist Mikrogravitation notwendig?
Auf der Erde wird die Erfassung hochpräziser biologischer Daten durch die Schwerkraft erschwert, die Prozesse wie Konvektion (die Durchmischung von Flüssigkeiten aufgrund von Temperaturunterschieden) und Sedimentation (das Absinken schwererer Partikel) auslöst.
Diese Faktoren erzeugen ein „Rauschen“, welches das Bild molekularer Prozesse verzerrt. In der Schwerelosigkeit verschwinden diese Effekte und eröffnen den Wissenschaftlern eine kristallklare Sicht auf die Vorgänge auf zellulärer Ebene.
„Wenn man die Schwerkraft ausschaltet, passieren viele seltsame und wunderbare Dinge, von denen einige für die Biowissenschaften und die Pharmazie extrem wertvoll sein werden“, erklärt Toby Call, CEO und Mitbegründer von Mass Balance.
Unfassbare Feinde: Intrinsisch ungeordnete Proteine
Das Hauptziel der Mission ist die Erforschung sogenannter intrinsisch ungeordneter Proteine. Im Gegensatz zu herkömmlichen Proteinen, die eine feste dreidimensionale Struktur besitzen, verändern diese Moleküle auf der Erde permanent ihre Form.
Genau diese „Transformer-Proteine“ stehen in engem Zusammenhang mit der Entstehung schwerer altersbedingter Krankheiten, darunter Alzheimer, Parkinson und verschiedene Krebsarten.
Aufgrund ihrer unbeständigen Form sind sie auf der Erde nur sehr schwer zu visualisieren und zu untersuchen. Zudem erzeugt diese Eigenschaft eine gravierende Datenlücke für das Training moderner neuronaler Netze (wie etwa AlphaFold von Google), die schlichtweg nicht vorhersagen können, wie sich solche Proteine verhalten werden und wie man sie medikamentös bekämpfen kann.
„Diese Proteine haben keine feste Struktur – genau deshalb können sie so viele faszinierende Dinge tun. Aber wenn etwas schiefgeht, verursacht das eine Vielzahl von Krankheiten“, erläutert Toby Call.
Seinen Worten zufolge sind diese Proteine ein „echtes Ärgernis“ für die moderne Medizin, da sie historisch gesehen als „untherapierbar“ galten.
Künstliche Intelligenz im Dienst der Langlebigkeit
Mass Balance geht dieses Problem mit Hilfe von künstlicher Intelligenz an. Durch die Erhebung einzigartiger Daten über das Verhalten ungeordneter Proteine in der Mikrogravitation des Weltraums plant das Startup, diese für das Training eines spezialisierten KI-Modells zu nutzen.
Dieses „Adapter“-Modell wird die Lücken in bestehenden Datenbanken füllen und lernen, die Struktur sowie das Verhalten der „Transformer-Proteine“ vorherzusagen und Moleküle auszuwählen, die in der Lage sind, diese zu blockieren.
„Befreit von den Fesseln der Schwerkraft ist das MB-X1-Modul der erste Schritt zur Schließung der enormen Versorgungslücke bei historisch ‚unbehandelbaren‘ Krankheiten wie Alzheimer und Krebs“, erklärten Unternehmensvertreter in einer offiziellen Pressemitteilung.
Der Weltraum als routinemäßiges Labor
Obwohl biotechnologische Experimente im All heute noch wie Science-Fiction wirken, ist man bei Mass Balance überzeugt, dass darin die Zukunft liegt. Toby Call glaubt, dass die Weltraumforschung kein außergewöhnliches Ereignis mehr sein sollte, sondern zum Standard für Pharmaunternehmen werden muss.
„Es klingt heute noch etwas wild, aber unser Ziel ist es, den Weltraum langweilig, zuverlässig und einfach zu einer weiteren Forschungsumgebung zu machen“, fasst Toby Call zusammen.
