Menschliches Gewebe im Weltraum für Transplantationsmedizin
Eine wiederbeliefernde Weltraummission und sich an Board befindendes menschliches Gewebe starteten aus der internationalen Raumstation Cape Canaveral in den USA. Die Stammzellen der Universität Zürich befinden sich in insgesamt 250 Reagenzgläsern. Diese sollen sich dann während des einmonatigen Aufenthalts im Weltraum zu Knochen, Knorpel und anderen Organen entwickeln. Professor Oliver Ullrich und Cora Thiel testen ihr innovatives Konzept der Produktion von Gewebe in Schwerelosigkeit. Dies geschieht zugunsten der Transplantationsmedizin, sowie als Alternative zu Tierversuchen.
Menschliches Gewebe wächst schneller im Weltall
Entgegen der weit verbreiteten Meinung steigen die Kosten für den Transport in den Weltraum heute nicht mehr so drastisch in die Höhe. "Bei Weltraumprojekten sind die Kostentreiber die maßgeschneiderte Hardware und die Bürokratie", sagt Ullrich, Professor für Anatomie an der UZH und Direktor des UZH Space Hub. Er setzt daher bewusst auf etablierte medizinische Serienprodukte für Geräte und Instrumente. Ullrich ist von den zukünftigen Vorteilen der Raumfahrt überzeugt: "In einigen Jahrzehnten wird die Menschheit die erdnahe Umlaufbahn als Routineort für Forschung, Entwicklung und Produktion nutzen."
Falls das Testprojekt erfolgreich wird, planen die Forscher, schrittweise von einem kleinen Labor zu einem größeren Produktionsmaßstab zu wechseln. Darüber hinaus können sie in Zukunft mithilfe des innovativen Verfahrens Gewebetransplantationen wie Knorpel oder neue Leberzellen im Weltraum aus Stammzellen erzeugen. Dementsprechend werden sie menschliches Gewebe in einem Routineverfahren von einzelnen Patienten entnehmen. Laut Oliver Ullrich entsteht eine zusätzliche Anwendung in der präzisen Medizin. Mit künstlich hergestelltem, autologem menschlichem Gewebe könnten die Wissenschaftler bestimmen, welche Kombination aus Wirkstoffen für den betreffenden Patienten am besten geeignet ist. Außerdem könnte eine derartige Entwicklung von organähnlichen Strukturen im Weltraum dabei helfen, die Anzahl der Tierversuche zu reduzieren.
Die Wissenschaftler haben die Schwerelosigkeit als Werkzeug verwendet. Physikalische Kräfte wie die Schwerkraft beeinflussen, wie sich Stammzellen differenzieren und wie die Bildung und Regeneration von Gewebe organisiert ist. Die Forscher gehen davon aus, dass sich neu gebildete Zellen aufgrund der geringen Schwerkraft an Bord der ISS als dreidimensionales menschliches Gewebe ohne zusätzlichen Nährboden oder andere Hilfsstrukturen organisieren. Das Experiment findet in einem mobilen Minilabor statt. Das Modul besteht aus einem geschlossenen und sterilen System. In diesem können sich die Stammzellen also bei konstanter Temperatur vermehren und differenzieren.
