Dass sich längere Aufenthalte im All auf die Gesundheit der Raumfahrer nicht gerade positiv auswirken, haben schon in der Vergangenheit zahlreiche Studien, viel mehr aber noch die Untersuchung der Astronauten nach ihren Einsätzen im Orbit ergeben. Neben der erhöhten Strahlenbelastung ist es vor allem die Schwerelosigkeit, die den Menschen im Weltraum und noch lange nach ihrer Rückkehr zusetzt. Nun haben fünf US-amerikanische Fachzeitschriften des Verlags Cell Press ein koordiniertes Paket von 20 wissenschaftlichen Studien und Kollaborationen zur biologischen Weltraumforschung veröffentlicht.

Eine davon, eine vom Universitätsklinikum Tübingen in Deutschland publizierte Arbeit, untermauert einmal mehr, dass Raumfahrer über längere Zeit im Weltraum einem erhöhten Stresslevel unterworfen sind. Darauf weisen die Blutwerte von Astronauten hin. Sie haben eine stärkere Konzentration bestimmter DNA-Abschnitte im Blut, sogenannte cfDNA, wie ein internationales Team herausgefunden hat.

DNA aus Mitochondrien

Diese DNA stammt unter anderem aus den Mitochondrien im Blutplasma. Darüber hinaus beeinflusst sie die Exosomen im Blutplasma, kleine Vesikel, die Moleküle wie DNA und Proteine transportieren. Da Mitochondrien für die Versorgung der Zellen mit Energie zuständig sind, könnte ein erhöhter Stresslevel bei langem Aufenthalt in der Schwerelosigkeit zu der beobachteten Konzentrationserhöhung geführt haben.

Die hierzu verwendete Technologie zur Messung der sogenannten zellfreien DNA im Plasma wird derzeit auch zur nicht-invasiven Diagnose von Krebserkrankungen sowie zur Überwachung von transplantierten Organen im Universitätsklinikum Tübingen und der Weill Cornell Universität erprobt.

Zwillinge im Weltraum

"Für die Studie haben wir das Blut eines Nasa-Astronauten vor, während und nach seinem Einsatz auf der ISS untersucht und es mit dem Blut seines eineiigen Zwillingsbruders auf der Erde verglichen", sagte Daniela Bezdan vom Universitätsklinikum Tübingen. Die 1964 geborenen Zwillingsbrüder Mark und Scott Kelly haben schon bei zahlreichen Untersuchungen mitgemacht. Beide waren mehrmals im All.

Die Forscher erhoffen sich mit Hilfe der Studie auch eine bessere medizinische Überwachung von Astronauten während ihrer Weltraumflüge. Zellveränderungen könnten mithilfe von Blutmarkern in Zukunft an Bord der Raumfähren analysiert werden, wie Bezdan erklärte. "Astronauten sind darin trainiert Blut abzunehmen."

Proben könnten auch mittels Kapseln von der Internationalen Raumstation ISS auf die Erde geschickt werden, um sie in Laboren genauer zu untersuchen. "Wir haben das schon in der Zwillingsstudie getestet." Die Forschungsergebnisse sollen auch Ansätze für mögliche Medikamente und Behandlungstherapien liefern, die bei längeren Weltraumflügen wie etwa zum Mars zum Einsatz kommen könnten. (red, 8.12.2020)