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Cellbox-Programm zur molekularbiologischen Forschung wird fortgesetzt
Redaktion
/ Pressemitteilung des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt
astronews.com
7. November 2022
Mit Cellbox-3 wollen zwei deutsche
Forschungseinrichtungen ihre biomedizinischen Forschungen zum Verhalten von
Immun-, Nerven- und Muskelzellen in Schwerelosigkeit fortsetzen. Die
entsprechenden Experimente sind heute zur Internationalen Raumstation ISS
gestartet. Ziel ist die Entwicklung von effektiven Therapien gegen
Immunerkrankungen und Muskelschwäche.
Minilabore in Smartphone-Größe: Die
Experimentcontainer für das Cellbox-Programm sind
etwa so groß wie ein Mobiltelefon und werden nach
ihrer Ankunft auf der ISS in einem Inkubator
installiert.
Foto: Charité
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Heute, am 7. November 2022 um 11:32 Uhr MEZ, ist das Cygnus-Raumschiff
NG-18 vom Weltraumbahnhof Wallops Island im US-Bundesstaat Virginia zur
Internationalen Raumstation ISS gestartet. Mit an Bord sind mit der Mission
"Cellbox-3" molekularbiologische Experimente der Charité Berlin und der
Goethe-Universität Frankfurt für die biomedizinische Forschung. "Die
Forscherteams wollen mit den Experimenten den Einfluss der Weltraumbedingungen
und der Schwerelosigkeit auf das Verhalten von Immun-, Nerven- und Muskelzellen
untersuchen und damit grundlegende Funktionen des menschlichen Körpers
ergründen", erläutert Dr. Michael Becker, Cellbox-3-Projektleiter der Deutschen
Raumfahrtagentur im DLR. "Die Ergebnisse sollen dabei helfen, effektive
Therapien gegen Immunerkrankungen und Muskelschwäche für Menschen auf der Erde,
aber auch für astronautische Langzeitmissionen zu entwickeln."
Die biologischen Proben werden in insgesamt 18 speziellen
Experimentcontainern für biologische Zellkulturen zur ISS transportiert. Jedes
dieser Minilabore hat dabei lediglich die Größe eines Mobiltelefons. Auf der
Raumstation angekommen werden die Container in einer Inkubationsanlage
installiert. Mithilfe einer Zentrifuge können die Zellproben darin unter
Schwerelosigkeit und unter normalen Schwerkraftbedingungen wie auf der Erde
untersucht werden. Dieser Wechsel hilft den Forschenden dabei, die
unterschiedliche Wirkung auf die Zellkulturen besser zu erkennen. Die
Experimentdauer beträgt lediglich fünf Tage, danach werden die Proben fixiert.
Am 3. Januar 2023 kehren die Cellbox-Container mit der CRS-26-Dragon-Raumkapsel
zur Erde zurück und werden anschließend im Labor untersucht.
Die Charité Berlin erforscht mit dem Experiment NEMUCO (Nerve-Muscle Co-culture)
den Einfluss von Schwerelosigkeit auf Muskel- und Nervenzellen. Die Forschenden
wollen damit vor allem die Interaktion und Kommunikation von Nerven- und
Muskelzellen untersuchen. Erkrankungen des Muskelapparats oder langfristige
Immobilität führen zu einem starken Rückgang der Struktur und Funktion von
Verbindungen zwischen Muskeln und Nerven, was sich erheblich auf die Muskelmasse
und damit auf die feinmotorische Leistung auswirkt. Die Proteinzusammensetzung
und -anordnung unter den verschiedenen Schwerkraftbedingungen geben den
Forschenden Auskunft über die molekularen Mechanismen hinter der
Muskelsteuerung. Die Erkenntnisse aus dem Experiment sollen bei der Entwicklung
effizienterer Methoden zur Behandlung von Muskelschwächeerkrankungen beim
Menschen auf der Erde helfen.
Neue Erkenntnisse über das angeborene Immunsystem erhofft sich die
Johann-Wolfgang-Goethe-Universität Frankfurt im Rahmen des SHAPE-Experiments mit
einem Sphäroidmodell des menschlichen Knochenmarks. Als Sphäroid bezeichnet man
dabei eine dreidimensionale Anordnung von Zellen. Mit SHAPE (Spheroid
Aggregation and Viability in Space) will das Forscherteam die Bildung und
Lebensfähigkeit solcher dreidimensionalen zellulären Sphäroide im Weltraum
messen und analysieren. Die Ergebnisse erlauben ein besseres Verständnis von
Veränderungen der angeborenen Immunität gegen Krankheitserreger und dienen als
Grundlage für die intensivere Erforschung der molekularen Ursachen für
Veränderungen der Blutbildung im Knochenmark (Myelopoese).
Das aktuelle Cellbox-Programm wurde im Jahr 2011 ins Leben gerufen mit dem
Ziel, molekularbiologische und medizinische Forschung in Schwerelosigkeit zu
ermöglichen. Im Oktober 2011 starteten die ersten Probenbehälter mit der Mission
SIMBOX zur chinesischen Raumstation Shenzhou. Mit an Bord waren 17
biologischen und medizinischen Experimente. Mit SpaceX-3 wurde im April 2014 die
Mission Cellbox-1 mit zwei Experimenten zur Internationalen Raumstation
transportiert. Dabei wurden Krebs- und Immunzellen in Schwerelosigkeit
untersucht. Cellbox-2 erforschte im Dezember 2017 Immun-, Nerven- und
Krebszellen auf der ISS. Mit Cellbox-3 werden diese Untersuchungen nun
fortgesetzt.
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