Muschelzellen im Weltall

Am 10. Januar 2015 startete die Space X5-Rakete von Cape Canaveral in Florida (USA) in den Weltraum. Mit an Bord: Fresszellen (Hämozyten) des Immunsystems der gemeinen Miesmuschel (Mytilus edulis). Diese Hämozyten sind die Hauptakteure in einem wichtigen Experiment, das nun auf der ISS durchgeführt werden soll. Das Experiment TripleLux-B ist ein bedeutender Schritt auf dem Weg, künftig erklären zu können, wie sich der Aufenthalt im Weltraum auf das Immunsystem der Astronauten auswirkt.

Entwickelt wurde TripleLux-B an der TU Berlin von Prof. Dr. Peter-Diedrich Hansen und Dr. Eckehardt Unruh, Fachgebiet Ökologische Wirkungsforschung und Ökotoxikologie (Prof. Dr. Stephan Pflugmacher Lima). „Das Experiment soll helfen, die zellulären Abläufe im Immunsystem wirbelloser Tiere unter den Bedingungen der Schwerelosigkeit und Weltraumstrahlung besser zu verstehen“, so Peter-Diedrich Hansen.

Die Hämozyten sind Zellen des Immunsystems. Sie bewegen sich durch den Körper der Muschel und fressen (phagozytieren) dabei die Mikroorganismen, die eingedrungen sind und das Immunsystem des Organismus angreifen könnten. Während die Hämozyten die Mikroorganismen fressen, zersetzen sie sie. Um dies tun zu können, benötigen sie reaktiven Sauerstoff (Reactive oxygen species = ROS). Dieser reaktive Sauerstoff wird mit dem Farbstoff Luminol in Form von Lichtblitzen sichtbar gemacht. Die Stärke der Lichtblitze ist ein direkter Indikator für die Menge an gebildetem reaktivem Sauerstoff und die sagt aus, wie „fit“ das Immunsystem ist.

Um die Phagozytose unter den Bedingungen der Schwerelosigkeit erforschen zu können, reisten die Hämozyten nun zur internationalen Raumstation ISS – tiefgefroren und in Titanröhrchen verschlossen.

Die Hämozyten stammen aus Muscheln, die im September vergangenen Jahres auf Sylt gesammelt wurden. Die Hämozyten wurden am Alfred-Wegener-Institut (Wattenmeerstation List auf Sylt) von Wissenschaftlern der TU Berlin gewonnen und kryokonserviert. Durch die Kryokonservierung bleibt die Vitalität der Zellen erhalten. Im BIOLAB des COLUMBUS-Raumlabors der ESA an Bord der ISS werden die gefrorenen Zellen zunächst aufgetaut und 48 Stunden der Schwerelosigkeit ausgesetzt. Danach wird die Phagozytose mit zertrümmerten Hefezellen stimuliert. Die Hämozyten reagieren auf die zertrümmerten Hefezellen genauso wie sie auf Bakterien und andere Fremdpartikel reagieren würden.

Zur Messung der Lichtblitze wird ein hochempfindliches, weltraumtaugliches Messgerät verwendet. Es wurde von Airbus Defence and Space im Auftrag der ESA und unter Mitarbeit von Prof. Dr. Peter-Diedrich Hansen und Dr. Eckehardt Unruh entwickelt und gebaut. „Um exakt zu sein: Wir messen die Anzahl der Photonen. Die gibt uns Aufschluss darüber, wie stark oder schwach die Phagozytose abläuft. Daraus wiederum können wir Rückschlüsse ziehen, wie stark oder schwach das Immunsystem beeinträchtigt wird“, erläutert Prof. Dr. Peter-Diedrich Hansen.

Neben dieser Messung in der Schwerelosigkeit wird noch eine Referenzprobe unter den Bedingungen der Simulation der Erdschwerkraft im BIOLAB gemessen. Eine weitere Referenzmessung findet auf der Erde statt. Erwartet wird, dass beide Messungen unter Erdschwerkraft die gleichen Ergebnisse liefern.

Das Forschungsprojekt ist Teil des ELIPS-Programms der ESA und wird vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) begleitet und vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie gefördert.

Weitere Informationen erteilt Ihnen gern:
Prof. Dr. Peter-Diedrich Hansen
TU Berlin
Fachgebiet Ökologische Wirkungsforschung und Ökotoxikologie
Tel.: 030/314-29018
E-Mail: peter-diedrich.hansen@tu-berlin.de