Forschung im Weltall Uni Magdeburg startet Experimente auf der ISS

Seit den Apollo-Missionen im All ist bekannt, dass das Immunsystem in der Schwerelosigkeit schwächelt. Wie der Mensch genau reagiert, das finden Magdeburger Forscher mit zwei Experimenten auf der Internationalen Raumstation ISS heraus – unter Leitung von Alexander Gerst.

von Annette Schneider-Solis, MDR SACHSEN-ANHALT

Blick von der ISS auf die Erde
Magdeburger Forscher haben Kontakt ins All: zur Raumstation ISS. Bildrechte: MDR/NASA

Horizons, also Horizonte, so heißt Alexander Gersts zweite Mission auf der Internationalen Raumstation ISS. Dabei führt der ESA-Astronaut derzeit auch Experimente für die Universität Magdeburg durch. Bevor der Raumfrachter Ende Juni zur ISS startete, standen für die Mediziner und Biologen um Oliver Ullrich und Cora Thiel stressige Stunden an. Sie mussten lebende Zellen für den Flug ins All vorbereiten.

"Wir hatten diesmal gleich zwei Experimente", erzählt Projektleiterin Thiel. "Außerdem haben wir nie zuvor so viele Proben gleichzeitig gehabt. Logistisch war alles bis ins kleinste Detail vorbereitet und geplant, damit wir auf den Punkt genau fertig sind."

Mit über zehn Jahren Erfahrung in der Schwerelosigkeitsforschung meisterte die Crew diese Herausforderung. Die Rakete mit dem Raumfrachter und den Zellen aus Magdeburg an Bord startete pünktlich beim ersten geplanten Termin.

Wir hatten eine zelluläre Katastrophe erwartet. Aber wir haben festgestellt, dass die Zellen sich rapide an die neue Situation anpassen. Warum das so ist, wissen wir bislang nicht.

Oliver Ullrich, Professor an der Universität Magdeburg

Immunzellen in der Schwerelosigkeit

Mit einem der Versuche wollen die Forscher herausfinden, wie die Schwerelosigkeit auf den Zellkern wirkt. In diesem Experiment stecken mehr als zehn Jahre Vorarbeit. Seit den Apollo-Missionen ist bekannt, dass das Immunsystem in der Schwerelosigkeit schwächelt. Bei Versuchen in wenigen Sekunden Schwerelosigkeit bei Parabelflügen haben die Wissenschaftler um Oliver Ullrich herausgefunden, dass die Zellen in Sekundenbruchteilen auf den Wegfall der gewohnten Schwerkraft reagieren.

Makrophagen, sogenannte Fresszellen, haben im Immunsystem eine wichtige Aufgabe: Sie greifen Eindringlinge an. Unmittelbar nach Eintreten in die Schwerelosigkeit versagen die Zellen ihren Dienst. Allerdings nur kurz, wie sich später zeigen sollte. Bei Versuchen auf einer unbemannten Forschungsrakete wurde untersucht, ob sich diese Reaktion fortsetzt.

Das Ergebnis war eine Überraschung. "Wir hatten eine zelluläre Katastrophe erwartet", berichtet Ullrich. "Aber wir haben festgestellt, dass die Zellen sich rapide an die neue Situation anpassen. Warum das so ist, wissen wir bislang nicht." Mit dem Versuch auf der ISS wollen die Forscher aufdecken, wie mechanische Kräfte auf die Gene und speziell auf die Immunzellen wirken. Nichts anderes als eine mechanische Kraft ist die Schwerkraft, die bis ins Genom wirkt.

Forschen im Labor auf der Erde
Vorm Start muss im Labor jeder Handgriff sitzen, damit die Zellen wohlbehalten auf der ISS ankommen. Dieses Bild entstand 2014 in Cape Canaveral bei einer anderen Mission. Die Raumfrachter der Forscher starten für gewöhnlich von dort zur ISS. Bildrechte: MDR/Annette Schneider-Solis

Hochauflösendes Mikroskop im Testlauf

Das zweite Experiment trägt den Namen FLUMIAS. Erstmals wird dafür ein neues, hochauflösendes Laserfluoreszenzmikroskop eingesetzt. Das liefert Bilder in 3D. Die Vorschaubilder werden direkt zur Erde gefunkt. "Das Mikroskop ermöglicht uns, direkt von der Erde in die Zellen zu gucken", erklärt Ullrich.

Wir können praktisch direkt von der Erde auf der ISS mikroskopieren.

Oliver Ullrich, Professor an der Universität Magdeburg
Verbindung zur ISS via moderner Technik in einem Kontrollzentrum
Im Kontrollzentrum der ESA in Köln verfolgen Oliver Ullrich und seine Crew einen früheren Versuch auf der ISS. Bildrechte: MDR/Annette Schneider-Solis

"Wir können sehr schnelle, dynamische Prozesse in den Zellen über Stunden und Tage hinweg verfolgen. Wir können praktisch direkt von der Erde auf der ISS mikroskopieren." Das sei vorher nicht möglich gewesen. Ullrich sagt: "Bis jetzt war es wie bei einem Fußballspiel, bei dem man nur den Endstand kennt, aber nicht weiß, wer die Tore geschossen hat."

Beide Versuche laufen nun seit ein paar Tagen. Die Wissenschaftler verfolgen gespannt, was da an Daten von der ISS gefunkt wird. Die genaue Auswertung kann allerdings erst erfolgen, wenn Mikroskop und Zellen wieder auf der Erde sind.

Doch schon jetzt ist klar: "Das Mikroskop liefert eine sehr gute Qualität", resümiert Projektleiterin Thiel. "Und auch beim Genversuch haben alle Proben ausgelöst. Wir sind schon sehr gespannt darauf, die Daten in den Händen zu haben und auswerten zu können."

Forscher im Raumanzug bei einem Parabelflug
Seit mehr als zehn Jahren untersucht Oliver Ullrich (Mitte, vorne) menschliche Zellen in der Schwerelosigkeit. Erste Erkenntnisse gewann er in 22-sekündigen Schwerelosigkeitsphasen auf so genannten Parabelflügen: Zellen ragieren innerhalb von Sekundenbruchteilen auf den Wegfall der Schwerkraft. Bildrechte: MDR/Annette Schneider-Solis
Annette Schneider-Solis
Bildrechte: MDR/Jörn Rettig

Über die Autorin Annette Schneider-Solis arbeitet seit Mai 1994 für den MDR. Sie ist vor allem als Reporterin für Fernsehen, Hörfunk und Online im Land unterwegs. Ihre Themenpalette ist breit. Annette Schneider-Solis ist in Magdeburg geboren, hat in der Nähe von Stendal Zootechnikerin gelernt, das Abi an der Abendschule gemacht und in Leipzig Journalistik studiert. Seit 1985 arbeitet sie als Journalistin, seit 1994 als Freie, vor allem für den MDR, aber auch für die dpa und ab und zu für verschiedene Zeitungen. Lieblingsorte in Magdeburg hat sie viele – dazu gehören der Stadtpark und der Möllenvogteigarten in Magdeburg und die ländlichen Regionen. Vor allem das weite Grünland in der Altmark und die Felder in der Börde.

Quelle: MDR/mg

Dieses Thema im Programm: MDR SACHSEN-ANHALT - Das Radio wie wir | 10. Juli 2018 | 15:10 Uhr

Zuletzt aktualisiert: 10. Juli 2018, 18:18 Uhr

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