Ein Forschungsteam der TU Dresden untersucht erstmals, wie sich Leberorganoide – Miniaturmodelle von Lebergewebe – unter den extremen Bedingungen der Schwerelosigkeit verändern. Ziel ist es, grundlegende Erkenntnisse über Anpassungsprozesse von Gewebe zu gewinnen, die sowohl für die Raumfahrt als auch für medizinische Anwendungen auf der Erde relevant sind.
Die Experimente, die im Rahmen des Cellbox-Programms der Deutschen Raumfahrtagentur im DLR durchgeführt werden, finden sowohl unter realer als auch künstlicher Mikrogravitation statt. Das Programm, das seit 2011 biologische und medizinische Experimente im Weltraum ermöglicht, wird in den Missionen Cellbox-4 und Cellbox-5 fortgesetzt. Acht Teams deutscher Forschungseinrichtungen beteiligen sich an den Untersuchungen.
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Die Leberorganoide von Mäusen, die von Meritxell Huch am Max-Planck-Institut für molekulare Zellbiologie und Genetik in Dresden bereitgestellt werden, stehen im Zentrum des Projekts ILLUMINATE. Unter der Leitung von Nils Cordes vom OncoRay-Zentrum für Strahlenforschung werden die Genaktivität und die Chromatinstruktur der Organoide untersucht. Die Analyse erfolgt mit der sogenannten ATAC-Sequenzierung, einer Technik, die erstmals im Weltraum eingesetzt wird. Mittels dieser Methode können aktive Bereiche des Erbguts identifiziert werden, um die biologischen Prozesse hinter den Anpassungen des Gewebes zu entschlüsseln.
Gesundheitliche Herausforderungen der Raumfahrt
Die Experimente werden durch das DRESDEN-concept Genome Center der TU Dresden ausgewertet. Mit Unterstützung der Goethe-Universität Frankfurt und des Instituts für Luft- und Raumfahrtmedizin des DLR werden zudem künstliche Schwerelosigkeitsbedingungen simuliert.
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„Die weltraumbiologische Forschung besitzt einen enormen transformativen Charakter, der weit über die Grundlagenwissenschaft hinausgeht“, betont Cordes. Parallel hebt Esther Troost, Dekanin der Medizinischen Fakultät der TU Dresden, hervor, wie wichtig es sei, „die Anpassungsfähigkeit des menschlichen Körpers besser zu verstehen und neue Impulse für das Gesundheitswesen zu gewinnen“. Der medizinische Nutzen dieser Forschung geht weit über die Raumfahrt hinaus: Die Ergebnisse könnten die Entwicklung von Medikamenten, Strategien zur Gewebealterung und Regeneration sowie Schutzmaßnahmen für Langzeitmissionen im All vorantreiben.
Das Cellbox-Programm hat bereits zahlreiche Experimente zu Themen wie Immun-, Nerven- und Krebszellen unter Schwerelosigkeit durchgeführt. Die aktuellen Untersuchungen an Leberorganoiden stellen einen weiteren Schritt dar, um die gesundheitlichen Herausforderungen der Raumfahrt und der terrestrischen Medizin zu bewältigen.
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