Ein Team von Wissenschaftlern sagt, dass sie möglicherweise einen neuen Weg gefunden haben, um eine der gefährlichsten Komplikationen der Raumfahrt zu mildern: den stetigen und unvermeidlichen Verlust von Knochenmasse. In neuen Forschungsergebnissen, die diese Woche veröffentlicht wurden, konnte die experimentelle Behandlung des Teams das Knochenwachstum bei Mäusen fördern, die mindestens neun Wochen lang an Bord der Internationalen Raumstation lebten, scheinbar ohne nachteilige Auswirkungen. Es sind weitere Studien erforderlich, um diese Behandlung zu validieren, bevor dies möglich ist Sei gebraucht beim Menschen jedoch.
So lustig es auch erscheinen mag, nahezu schwerelos zu sein, die Mikrogravitationsumgebung des Weltraums kann äußerst negative Auswirkungen auf unseren Körper haben, wenn wir zu lange dort oben bleiben. Insbesondere unsere Knochen sind tatsächlich auf regelmäßigen mechanischen Stress angewiesen, um gesund zu bleiben, was zu einem großen Teil auf den Kampf gegen die Schwerkraft der Erde zurückzuführen ist. Ohne diesen Stress beginnt die körpereigene Produktion knochenbildender Zellen (Osteoblasten) zu verlangsamen. Gekoppelt Mit der ständigen Abnutzung unserer Knochen führt dies dazu fortschreitender Knochenschwund, was dann das Risiko von Brüchen während des Einsatzes und möglicherweise sogar später im Leben erhöhen kann. Astronauten können für jeden Monat, den sie im Weltraum verbringen, bis zu 1 % ihrer Knochenmasse verlieren, während die Wiederherstellung auf der Erde nach einer langen Reise Jahre dauern kann.
Astronauten werden stundenlang am Tag im Weltraum trainieren, um den Knochenschwund zu verhindern, aber das ist eine zeitaufwändige und unvollkommene Notlösung. Daher ist es mit ziemlicher Sicherheit von entscheidender Bedeutung, eine sichere und hochwirksame Lösung für dieses Problem zu finden, um langfristige Raumfahrten für die gesamte Menschheit zu einer praktischen Realität werden zu lassen. Forscher der University of California in Los Angeles (UCLA) und des Forsyth Institute in Cambridge, Massachusetts glauben, dass sie diesem Ziel nun einen großen Schritt näher gekommen sind.
Ihre früheren Arbeiten hatten gezeigt, dass ein bestimmtes Molekül namens NELL-ähnliches Molekül-1 (NELL-1) eine entscheidende Rolle bei der Entwicklung und Aufrechterhaltung der Knochendichte spielt. Anschließend entwickelten sie eine Version von NELL-1, die länger im Körper verbleiben konnte, ohne ihre Wirkung zu verlieren – ein wichtiger Gesichtspunkt für die Raumfahrt, wenn man bedenkt, wie beschäftigt Astronauten während einer Mission sein können. Zuletzt kombinierten sie ihren NELL-1 mit Bisphosphonate – eine Klasse von Arzneimitteln, die bereits zur Vorbeugung von Knochenschwund eingesetzt werden –, um das Knochengewebe besser anzusprechen und hoffentlich die Nebenwirkungen zu vermeiden, die bei der typischen Anwendung von Bisphosphonaten auftreten.
Anschließend testeten sie ihre Behandlung an beiden raumgebundenen Tieren und an Land lebende Mäuse und verglich sie mit Kontrollen. Einige der Weltraummäuse flogen nur viereinhalb Wochen lang zur ISS und kehrten dann zur Erde zurück, während der Rest neun Wochen lang blieb und beobachtet wurde. Die Menschen auf der Erde genossen einen Aufenthalt im Kennedy Space Center. Am Ende des Experiments zeigten alle behandelten Mäuse Anzeichen von Knochenwachstum, „ohne offensichtliche negative Auswirkungen auf die Gesundheit“, so die Autoren.
Die Ergebnisse des Teams, veröffentlicht Montag in der Zeitschrift Microgravity sind nur der Anfang, der zeigt, dass diese Behandlung wie beabsichtigt wirken kann. Und es bedarf weiterer Daten, um die langfristige Sicherheit und Wirksamkeit des Arzneimittels wirklich zu bestätigen. Jedoch, Die Autoren sind begeistert von den Implikationen ihrer Forschung und davon, was sie für die Raumfahrt bedeuten könnte.
„Unsere Ergebnisse sind vielversprechend für die Zukunft der Weltraumforschung, insbesondere für Missionen, die längere Aufenthalte in der Schwerelosigkeit erfordern“, sagte die Hauptautorin Chia Soo in einem Stellungnahme von der UCLA.
Im Idealfall könnte diese Behandlung sogar andere praktische Anwendungen haben, stellen die Autoren fest. Es gibt viele Krankheiten auf der Erde, die unsere Knochenstärke schwächen, wie zum Beispiel schwere Osteoporose. Und es ist nicht weit hergeholt zu hoffen, dass das Molekül des Teams dazu beitragen könnte, eine Verschlechterung des Bewegungsapparates im Allgemeinen zu verhindern.
Derzeit analysiert das Team noch die Daten der Mäuse, die zur Erde zurückgekehrt sind – eine Meisterleistung selbst, da es sich um die erste lebende Tierrückführung („LAR-Flug“) von Mäusen handelte, die von US-Wissenschaftlern durchgeführt wurde.