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Muschelzellen warten auf Space Mission

TU-Wissenschaftler bereiten Versuchsreihe für eine Shuttle-Mission vor

TU-Ökotoxikologen um Prof. Peter-Diedrich Hansen sind erleichtert über die sichere Landung des Spaceshuttles. Denn die Berliner Forscher bereiten bereits seit 1998 das TripleLux-B-Experiment vor, das planmäßig bei einer Shuttle-Mission 2007/2008 mit ins All fliegen soll.

TripleLux ist ein Experiment des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR), der TU München und der TU Berlin, durchgeführt von der Europäischen Weltraumbehörde ESA, bei dem – in Hinblick auf künftige bemannte Langzeit-Raumflüge zu anderen Planeten des Sonnensystems – die Auswirkungen von Schwerelosigkeit und ionisierender Strahlung auf das Immunsystem erforscht werden sollen. Sollte sich zeigen, dass die Körperabwehr diesen Bedingungen nicht gewachsen ist und zusammenbricht, müssten spezielle Medikamente zur Immunstärkung von Astronauten entwickelt werden.

Während das DLR in Köln DNA-Schäden an E. coli Bakterien untersuchen will (Prof. Horneck) und die TU München (Prof. Hock) Makrophagen vom Schaf ins All schicken wird, testen Prof. Dr. Peter-Diedrich Hansen und sein Team im Fachgebiet für Ökotoxikologie der TU Berlin Blut- und Immunzellen von Miesmuscheln und Austern aus den Küstengewässern vor der Nordseeinsel Sylt auf ihre "Spacetauglichkeit".

Prof. Hansen interessiert die Phagozytose, ein Vorgang der intrazellulären Verdauung, bei dem spezialisierte Immunzellen – beispielsweise Makrophagen – Fremdkörper wie Bakterien oder abgestorbene körpereigene Zellen erkennen, an ihrer Zelloberfläche adsorbieren, dann mit den Pseudopodien umfassen, sich einverleiben und zur Entsorgung in spezielle Hohlräume, die Lysosomen, transportieren. Hier setzen Enzyme den Fremdkörpern solange zu, bis es schließlich nach 80 bis 100 Minuten zum sogenannten Oxidativ burst kommt, und nur noch untoxische Zelltrümmer übrig sind. Der Oxidativ burst kann unter Zusatz verschiedener Reagenzien spektroskopisch anhand eines Lichtblitzes detektiert werden, oder wenn die Fremdpartikeln zuvor mit einem Lumineszenz-Label markiert wurden.

Bei Muscheln und Austern sind es die Hämozyten, die diese sehr effektive Form der körpereigenen "Müllbeseitigung" erledigen. Um sie zu gewinnen, werden lebenden Muscheln winzige Blutmengen abgenommen. In ihrer natürlichen Umgebung reagieren Muscheln auf sich verändernde Umwelteinflüsse sehr rasch mit einer verstärkten Bildung von Hämozyten. Es ist eine Form der "Stressantwort". Mit dem TU-Experiment soll unter anderem das Wachstum dieser Zellen, ihre Vermehrung und ihre Fähigkeit zur Phagozytose untersucht werden.

Alle drei TripleLux-Experimente werden im kühlschrankgroßen Biolab der ESA neben diversen Messgeräten, Pipettierautomaten, Kühl- und Heizvorrichtungen und sonstigen Laboreinrichtungen ihren Platz finden. Die TU Berlin hat für ihren Part bei der NASA bereits sechs "Astronautenarbeitsstunden" fest gebucht. Für die Versuche im All wurden umfangreiche Experiment Definitions erstellt, hochkomplexe schematische Versuchsanweisungen für die immunologischen Arbeiten an Bord. Damit im entscheidenden Moment jeder Handgriff sitzt, müssen die Astronauten die Experimente – wie alle anderen wissenschaftlichen Arbeiten im Shuttle – zuvor an einem zweiten Biolab auf der Erde stoisch einüben.

Derzeit wird an der TU Berlin die Robustheit des Testsystems untersucht. Dabei werden neben ausführlichen Tests der Messgeräte vor allem die Biokompatibilität der Muschelzellen mit weltraumtauglichen Teflongefäßen und das Adsorptionsverhalten der Zellen auf deren Oberfläche untersucht. Die nächsten Schritte sind TripleLux-B-Experimente unter Zentrifugalkraft bei der ESA, sowie Versuche unter kurzzeitiger Schwerelosigkeit während eines Parabelflugs (von Köln oder Bordeaux aus) im Frühjahr 2006. 

Wenn alles gut geht, werden Muschel- und Austernzellen dann ein Jahr später ins All starten. Prof. Hansen hofft seine schuhkartongroße Experimentierbox dann unversehrt zurückzuerhalten, denn in Berlin will man die weitgereisten Zellen gründlich nachuntersuchen, um eventuelle Veränderungen an Membranen oder Zelldeformationen festzustellen.

Catarina Pietschmann

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