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TU Berlin

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Forschung

Muschelzellen auf dem Weg zur ISS

Freitag, 12. Dezember 2014

Mit dem Experiment TripleLux-B wird untersucht, wie sich die Schwerelosigkeit auf das Immunsystem bei wirbellosen Tieren auswirkt

Sylt – mit vielen Muschelbänken ein idealer Fundort für Miesmuscheln. Rechts im Bild: das Equipment für den Versuch
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Wenn im Dezember 2014 die Space-X5-Rakete von Cape Canaveral in Florida (USA) in den Weltraum startet, werden Fresszellen (Hämozyten) des Immunsystems der gemeinen Miesmuschel (Mytilus edulis) mit an Bord sein. Diese Hämozyten sind die Hauptakteure in einem wichtigen Experiment, das mit der neuen Besatzung der ISS in der Zeit von Dezember 2014 bis Januar 2015 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 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, Dieser 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, reisen die Hämozyten nun zur ISS – tiefgefroren und in Titanröhrchen verschlossen.

Die Hämozyten stammen aus Muscheln auf Sylt, die am Alfred-Wegener-Institut (Wattenmeerstation List auf Sylt) von TU-Wissenschaftlern gewonnen und kryokonserviert wurden. 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 genau so 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 Peter-Diedrich Hansen und 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 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, das vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt begleitet und vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie gefördert wird.

www.nasa.gov/mission_pages/station/research/news/TripleLux/#.VIIUtMlNfkh

Sybille Nitsche "TU intern" Dezember 2014

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