Eine internationale Forschergruppe führte an Bord der Internationalen Raumstation ein Langzeitexperiment durch, um die Auswirkungen kosmischer Strahlung auf embryonale Stammzellen von Mäusen zu testen. Die gewonnenen Ergebnisse werden den Wissenschaftlern helfen, die Sicherheit und die Risiken im Zusammenhang mit kosmischer Strahlung für zukünftige bemannte Flüge ins All besser einzuschätzen.
In ihrer Studie quantifizierte das Team die biologische Wirkung der kosmischen Strahlung direkt, indem es gefrorene embryonale Stammzellen der Maus von der Erde zur Internationalen Raumstation brachte, sie mehr als vier Jahre lang der kosmischen Strahlung aussetzte und die biologische Wirkung durch die Untersuchung von Chromosomenaberrationen quantifizierte. Die Ergebnisse des Experiments zeigten erstmals, dass die tatsächliche biologische Wirkung der Höhenstrahlung gut mit früheren Vorhersagen auf der Grundlage physikalischer Messungen der Höhenstrahlung übereinstimmt.
Normale Menschen können jetzt im Weltraum reisen, und die Möglichkeit bemannter Langzeitflüge in den Weltraum, wie zum Beispiel zum Mond und zum Mars, nimmt zu. Allerdings bleibt die Höhenstrahlung ein limitierender Faktor für die bemannte Forschung. Wissenschaftler forschen intensiv an der Messung physikalischer Dosen kosmischer Strahlung, um deren Auswirkungen auf den menschlichen Körper besser zu verstehen.
Da die meisten Forschungsarbeiten bisher jedoch am Boden und nicht im Weltraum durchgeführt wurden, litten die Ergebnisse unter Unsicherheit, da die kosmische Strahlung aus vielen Arten von Teilchen mit unterschiedlichen Energien besteht und Astronauten ständig niedrigen Dosen ausgesetzt sind. Die reale Weltraumumgebung kann auf der Erde nicht exakt reproduziert werden.
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„Unsere Forschung zielt darauf ab, die Mängel früherer bodengestützter Experimente zu beheben, indem die biologische Wirkung der kosmischen Strahlung auf die Internationale Raumstation direkt quantifiziert und diese reale biologische Wirkung mit physikalischen Schätzungen aus bodengestützten Experimenten verglichen wird“, sagte Takashi Morita, Professor an der Graduate School of Medicine der Osaka Metropolitan University. Die gewonnenen Ergebnisse tragen dazu bei, Unsicherheiten bei Risikoabschätzungen bemannter Raumflüge zu reduzieren.“
Das Team präparierte etwa 1500 Kryoröhrchen mit hochgradig strahlenempfindlichen embryonalen Mausstammzellen und schickte sie in den Weltraum. Ihre Forschung war im Umfang komplex: sieben Jahre Arbeit vor der Markteinführung, vier Jahre Arbeit nach der Markteinführung und fünf Jahre Analyse.
Mit Blick auf die Zukunft hoffen die Forscher, ihre Forschung einen Schritt weiter bringen zu können. „Für weitere Arbeiten erwägen wir die Verwendung menschlicher embryonaler Stammzellen anstelle von Mauszellen, da menschliche Zellen viel besser für die Risikobewertung des Menschen geeignet sind und auch besser für die Analyse von Chromosomenaberrationen zugänglich sind“, sagte Professor Morita.
Zukünftige Studien könnten auch den Start einzelner Mäuse oder anderer Versuchstiere umfassen, um ihre Chromosomenaberrationen im Weltraum zu analysieren. „Solche Experimente im Weltraum können weiter dazu beitragen, Unsicherheiten bei der Bewertung der Risiken langfristiger menschlicher Reisen und Aufenthalte im Weltraum zu verringern“, schloss Professor Morita.
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