Die Auswirkungen der Raumfahrt auf die Zellalterung von Astronauten

LONDON (IT BOLTWISE) – Die Raumfahrt stellt nicht nur eine Herausforderung für Muskeln und Knochen dar, sondern beschleunigt auch die Alterung der Zellen, die für die Blut- und Immunfunktion verantwortlich sind. Forscher der Universität von Kalifornien in San Diego haben herausgefunden, dass menschliche hämatopoetische Stamm- und Vorläuferzellen nach einem Aufenthalt auf der Internationalen Raumstation deutliche Anzeichen beschleunigter Alterung zeigen.

Die Raumfahrt ist nicht nur eine Belastung für Muskeln und Knochen, sondern scheint auch die Zellen zu altern, die für die Blut- und Immunfunktion verantwortlich sind. Forscher der University of California San Diego haben herausgefunden, dass menschliche hämatopoetische Stamm- und Vorläuferzellen (HSPCs) nach einem Aufenthalt auf der Internationalen Raumstation deutliche Anzeichen beschleunigter Alterung zeigen. Diese Zellen verlieren ihre Fähigkeit, gesunde neue Blutzellen zu produzieren, erleiden DNA-Schäden und zeigen eine Verkürzung der Chromosomenenden – klassische Marker der Zellalterung.

Die Raumfahrt ist der ultimative Stresstest für den menschlichen Körper. Diese Erkenntnisse sind von entscheidender Bedeutung, da sie zeigen, dass die Stressfaktoren des Weltraums – wie Mikrogravitation und kosmische Strahlung – die molekulare Alterung von Blutstammzellen beschleunigen können. Die NASA-Zwillingsstudie, die den Astronauten Scott Kelly während seines Jahres im Orbit beobachtete, während sein Zwilling Mark auf der Erde blieb, deutete bereits darauf hin, dass die Raumfahrt die Immunfunktion und die Telomerlänge verändern kann. Viele Veränderungen kehrten nach der Landung zurück, aber einige blieben bestehen, was Bedenken für längere Missionen aufwarf.

Um die Reaktion der HSPCs in Echtzeit zu beobachten, schickte das Team automatisierte, KI-gesteuerte “Nanobioreaktor”-Systeme auf vier SpaceX-Versorgungsmissionen. Diese miniaturisierten Plattformen hielten menschliche Stammzellen in der Mikrogravitation am Leben und teilend, während persistente Mikroskopie und Onboard-Analysen ihr Verhalten verfolgten. In einigen Fällen verbrachten die Zellen 32 bis 45 Tage im Orbit, lange genug, um zu zeigen, wie die Bedingungen im Weltraum ihre Biologie umgestalten.

Das Bild, das sich abzeichnete, ist eines von Überlastung und Verschleiß. Blutbildende Stamm- und Vorläuferzellen wechseln typischerweise zwischen Arbeitsphasen und Ruhephasen, die ihr langfristiges Potenzial schützen. In der Mikrogravitation wurden die Zellen hyperaktiv, verbrauchten ihre Reserven und verloren den erholsamen “quieszenten” Zustand, der ihre Regenerationsfähigkeit bewahrt. Ihre Fähigkeit, gesunde Nachkommen zu erzeugen, nahm ab. Molekulare Narben häuften sich auf verschiedene Weise an: DNA-Schäden nahmen zu, Telomere wurden kürzer und Mitochondrien sendeten Stresssignale. Diese Anzeichen deuteten darauf hin, dass die Energiesysteme der Zellen unter Druck standen.

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