Internationales Konsortium mit NASA deckt verborgene Auswirkungen der Raumfahrt auf die Darmgesundheit auf

Wissenschaftler haben herausgefunden, wie Raumflüge das Mikrobiom des Darms grundlegend verändern. Dabei haben sich bislang unbekannte Auswirkungen auf die Physiologie des Wirts ergeben, die für die Zukunft von Langzeit-Weltraummissionen von Bedeutung sein könnten.

Unter der Leitung des University College Dublin (UCD) und der McGill University, Kanada, in Zusammenarbeit mit der NASA und einem internationalen Konsortium bietet die Forschung das bislang detaillierteste Profil der Auswirkungen der Raumfahrt auf die Darmmikroben, die wir in den Weltraum mitnehmen.

Erschienen in npj Biofilme und MikrobiomeDie Studie nutzte fortschrittliche genetische Technologien, um über drei Monate hinweg Veränderungen im Darmmikrobiom, im Dickdarm und in der Leber von Mäusen an Bord der Internationalen Raumstation (ISS) zu untersuchen.

Die Erkenntnisse offenbaren signifikante Verschiebungen bei bestimmten Bakterien und entsprechende Änderungen in der Genexpression des Wirts, die mit Immun- und Stoffwechselstörungen in Zusammenhang stehen, die im Weltraum häufig zu beobachten sind, und bieten neue Erkenntnisse darüber, wie sich diese Änderungen auf die Physiologie von Astronauten während längerer Missionen auswirken könnten.

Dr. Emmanuel Gonzalez von der McGill University und Erstautor der Studie sagte: „Raumflüge verändern die Physiologie der Astronauten stark, doch viele der zugrunde liegenden Faktoren bleiben ein Rätsel. Durch die Integration neuer genomischer Methoden können wir gleichzeitig Darmbakterien und die Genetik des Wirts in außerordentlicher Detailliertheit untersuchen und beginnen Muster zu erkennen, die die Pathologie von Raumflügen erklären könnten. Es ist klar, dass wir nicht nur Menschen und Tiere in den Weltraum schicken, sondern ganze Ökosysteme, deren Verständnis von entscheidender Bedeutung ist, um uns dabei zu helfen, Schutzmaßnahmen für zukünftige Weltraumforschungen zu entwickeln.“

Die internationale Zusammenarbeit unter der Leitung von UCD mit den Analyse-Arbeitsgruppen des NASA GeneLab ist Teil der jüngsten Natur Portfolio-Paket: Das zweite Weltraumzeitalter: Omics, Plattformen und Medizin in Weltraumumlaufbahnen– die größte koordinierte Veröffentlichung von Erkenntnissen aus der Weltraumbiologie in der Geschichte. Diese Erkenntnisse unterstreichen Irlands wachsende Rolle in der Mikrobiom- und Weltraum-Biowissenschaftenforschung und zeigen, wie das Verständnis biologischer Anpassungen an die Raumfahrt nicht nur die Luft- und Raumfahrtmedizin voranbringen, sondern auch erhebliche Auswirkungen auf die Gesundheit auf der Erde haben kann.

Professor Nicholas Brereton von der Fakultät für Biologie und Umweltwissenschaften der University of California, Kalifornien, und leitender Autor der Studie, sagte: „Diese Entdeckungen beleuchten den komplexen Dialog zwischen bestimmten Darmbakterien und ihren Wirtsmäusen, die entscheidend am Gallensäure-, Cholesterin- und Energiestoffwechsel beteiligt sind. Sie werfen neues Licht auf die Bedeutung der Mikrobiomsymbiose für die Gesundheit und darauf, wie diese auf der Erde entstandenen Beziehungen anfällig für die Belastungen des Weltraums sein könnten.“

„Wir hoffen, dass diese Forschung beispielhaft zeigt, wie kooperative Open Science Entdeckungen mit klarem medizinischen Nutzen auf der Erde vorantreiben kann, während sie gleichzeitig die bevorstehenden Artemis-Missionen, den Einsatz der Weltraumstation Gateway und eine bemannte Mission zum Mars unterstützt.“

Jonathan Galazka, Ames Space Biology Portfolio Scientist am NASA Ames Research Center, sagte: „Diese Entdeckungen sind ein wichtiger Baustein für unser Verständnis der Auswirkungen der Raumfahrt auf Astronauten und werden uns dabei helfen, sichere und effektive Missionen in die Erdumlaufbahn, zum Mond und zum Mars zu konzipieren. Darüber hinaus ist der kollaborative Charakter dieses Projekts eine Blaupause dafür, wie Open Science das Tempo der Entdeckungen beschleunigen kann.“