Zellbiologie

Wie wachsen Nervenzellen im All?

Wie entwickelt sich der erste im Weltall geborene Mensch? Was wie eine Frage aus einem Science-fiction-Roman klingt, ist Hintergrund eines aktuellen Forschungsprojekts der Universität Hohenheim in Stuttgart.

Forschung im Orbit: Für Nervenzellen aus dem Labor in Hohenheim geht es im Dezember ins Weltall (Bildquelle: Universität Hohenheim/Fg. Membranphysiologie).

Zur Klärung dieser Frage schickt ein Forscherteam Zellen in einer Brutkiste auf die Raumstation ISS (International Space Station). Zwei Wochen lang wachsen die menschlichen Zellen dort in der Schwerelosigkeit, bevor sie per Transportkapsel zur Erde zurückkehren und in Hohenheim analysiert werden.

Schwerelosigkeit haben die Forschenden selbst schon erlebt – allerdings nur für jeweils 22 Sekunden. Denn Dr. Florian Kohn und PD Dr. Claudia Koch vom Fachgebiet für Membranphysiologie der Universität Hohenheim haben bereits bei Parabelflügen das Verhalten von Zellen unter schwerelosen Bedingungen erforscht. Nun treten ihre Forschungsobjekte ohne sie die Reise ins All an, um sich für zwei Wochen in der Schwerelosigkeit zu entwickeln. „Wir wollen untersuchen, ob dieser Prozess in Schwerelosigkeit genau so funktioniert wie auf der Erde“, erklärt Dr. Kohn. „Falls irgendwann ein Mensch im All geboren wird, wissen wir dann, ob sich Nervensysteme in Schwerelosigkeit normal entwickeln würden.“

Da die Zellen ein paar Tage benötigen, um sich zu Nervenzellen zu entwickeln, fliegen sie nun zu einem eigens vorbereiteten Brutkasten von Cape Canaveral aus zur International Space Station. Dr. Kohn hat sie dafür in Hohenheim losgeschickt und wird hier während der Mission die Stellung halten, seine Kollegin PD Dr. Claudia Koch und Masterstudentin Pia Wieland bereiten sie in Florida für die Reise vor.

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Start steht unmittelbar bevor

Seit dem 12. November ist PD Dr. Koch im Space Life Sciences Laboratory (SLSL) bei Cape Canaveral, um die Mission vor Ort zu begleiten. Bis zum 17. Dezember kann jeden Tag das Startsignal für die SpX-13-Mission kommen. Bis dahin hält PD Dr. Koch die Zellen bereit, um sie auf Abruf für den Transport fertigzumachen.

Für ihre Experimente verwenden Dr. Koch und Dr. Kohn menschliche Zellen aus dem Zellstamm SH-SY5Y. Sie entstammen Tumorzellen, die 1973 einem vierjährigen Mädchen entnommen wurden. Seitdem werden die Zellen, wie auch Zellen vieler anderer Stämme, weitergezüchtet und in der Forschung eingesetzt. Zellen dieses Stammes lassen sich mit einfachen Mitteln zu Nervenzellen entwickeln und sind deshalb ein anerkanntes Modellsystem für Nervenzellen. Sie kommen zum Beispiel in der Alzheimerforschung zum Einsatz.

Das Projekt „Gravitationsabhängige Strukturen in neuronalen Zellen“ startete am 1.10.2015. Im Mittelpunkt steht dabei die Frage, warum und wie Zellen auf veränderte Schwerkraft reagieren. Dessen grundlegende Forschungsergebnisse könnten eines Tages nicht nur der Gesundheit von Astronauten zugutekommen, sondern erlauben es langfristig auch, die Wirkung von Medikamenten auf der Erde besser zu verstehen und zu optimieren.

Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) fördert das Projekt über das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) mit 527 592 Euro über einen Zeitraum von drei Jahren. Projektleiter ist Dr. Florian P.M. Kohn vom Fachgebiet Membranphysiologie an der Universität Hohenheim

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