Der Aufstieg der „dunklen Gene“ – eine schreckliche Bedrohung bei menschlichen Reisen ins All

gene - Ảnh 1. — Eine neue Studie zeigt, dass menschliche Stammzellen im Weltraum schneller altern. Die Entdeckung hilft Wissenschaftlern, die Herausforderungen, denen der Körper bei Langzeit-Weltraumflügen ausgesetzt ist, besser zu verstehen. – Foto: Futurism

Die Experimente wurden im Rahmen von vier von SpaceX durchgeführten Versorgungsmissionen zur Internationalen Raumstation (ISS) zwischen Ende 2021 und Anfang 2023 durchgeführt.

Stammzellen sind im gesamten Körper vorhanden und können sich selbst erneuern oder in Blut-, Knochen- und Gehirnzellen umwandeln. Sie spielen eine wichtige Rolle bei der Erhaltung und Reparatur von Lebensvorgängen. Im Weltraum ist diese Funktion jedoch stark eingeschränkt.

„In der Weltraumumgebung verlieren Stammzellen allmählich ihre Fähigkeit zur Regeneration und Erholung. Dies ist eine wichtige Erkenntnis für Langzeit-Weltraummissionen“, betonte Professorin Catriona Jamieson, Direktorin des Sanford Stem Cell Institute (USA).

Die Arbeit, die teilweise von der NASA finanziert und in der Fachzeitschrift Cell Stem Cell veröffentlicht wurde, ist auch die erste, die direkt und in Echtzeit beobachtet, wie Stammzellen in der erdnahen Umlaufbahn funktionieren.

Zur Überwachung entwickelte das Team einen Bioreaktor, ein Gerät in der Größe eines Smartphones mit integriertem KI-Überwachungssystem. Knochenmarkstammzellen, die von Patienten mit Hüftgelenksersatz entnommen wurden, wurden auf ein steriles Gerüst aufgebracht und zur ISS geflogen.

Normalerweise befinden sich Stammzellen bis zu 80 % der Zeit in einem Ruhezustand, um ihre Energiereserven aufzufüllen. Im Weltraum ruhen sie sich jedoch nicht mehr aus, sondern arbeiten ununterbrochen und erschöpfen sich schnell.

„Wenn Stammzellen aktiviert werden, fallen sie nicht wieder in den Ruhezustand zurück, was zu einer Funktionsminderung führt. Werden sie unter Bedingungen wie der Schwerelosigkeit erschöpft, kann das Immunsystem nicht mehr richtig funktionieren“, erklärt Jamieson.

Einige Zellproben überlebten bis zu 45 Tage auf der ISS, aber aufgrund der Überbeanspruchung verbrauchten sie ihre Energiereserven, alterten schnell und verloren nach und nach die Fähigkeit, neue Zellen zu produzieren.

Dieses Phänomen steht auch im Zusammenhang mit der Aktivierung von „dunklen Genen“, repetitiven DNA-Abschnitten, die 55 % des menschlichen Genoms ausmachen. Dabei handelt es sich um Überreste von Retroviren, die vor Tausenden von Jahren in die Körper unserer Vorfahren eindrangen.

„Unter extremem Druck werden diese Gene aktiviert. Sie treiben die Stammzellen in eine Spirale aus Abbau, Krise und beschleunigter Alterung“, sagte Jamieson.

Sie verglich diesen Prozess mit dem, was sie bei Patienten mit Prä-Leukämie beobachtet hatte, bei denen Stammzellen ebenfalls unter Stress geraten und Gefahr laufen, sich in Leukämiezellen zu verwandeln.

Positiv ist, dass erste Daten darauf hindeuten, dass sich Stammzellen nach der Rückkehr der Astronauten zur Erde regenerieren können, auch wenn dieser Prozess bis zu einem Jahr dauern kann. Dies könnte neue Möglichkeiten eröffnen, nicht nur für den Gesundheitsschutz im Weltraum, sondern auch für die Behandlung von Krebs und degenerativen Erkrankungen auf der Erde.

„Diese Ergebnisse legen nahe, dass Langstreckenflüge das Immun- und Blutsystem schwächen können. Gleichzeitig helfen sie uns, den Alterungsmechanismus besser zu verstehen, um Therapien zu entwickeln, die diesen Prozess verlangsamen oder umkehren“, sagte Dr. Arun Sharma (Cedars-Sinai Medical Center, USA).

Laut Forschern ermöglicht die Kenntnis der Risiken aus der erdnahen Umlaufbahn die Entwicklung von Präventionsstrategien und bringt gleichzeitig medizinische Fortschritte zu den Patienten auf der Erde.

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