Verändert sich die Radikalproduktion von Fresszellen des Immunsystems in Schwerelosigkeit?



Fresszellen, so genannte Phagozyten, gehören zur angeborenen Immunabwehr des Körpers. Sie kommt bereits in den ersten Minuten einer Infektion zum Tragen. Diese Zellen leisten einen enormen Beitrag bei der frühen Bekämpfung von Infektionen durch Bakterien und Pilze. Zusätzlich entfernen sie körpereigene Zellen, die abgestorben sind oder nicht mehr richtig funktionieren. Als vielleicht wichtigste Funktion erkennen sie Krebszellen im Körper und fressen diese auf. Hierdurch werden entartete Zellen bereits entsorgt, bevor ein Tumor entstehen kann.

Haben die Phagozyten Partikel gefressen, bauen sie diese kontrolliert in ihrem Inneren ab. Die Funktion der Magensäure im menschlichen Verdauungssystem übernehmen in den Fresszellen bestimmte Enzyme und so genannte reaktive Sauerstoffspezies, auch als Radikale bezeichnet. Diese Radikale haben gleichzeitig eine wichtige Funktion für die Kommunikation mit anderen Zellen und für deren Aktivierung. Ein Zuviel an Radikalen kann jedoch enorme Schäden in den Zellen sowie im umliegenden Gewebe verursachen, weshalb diese Immunreaktion exakt reguliert sein muss.

Mittels einer Lichtreaktion werden die Forscher der Uni Magdeburg und des DLR in Köln die Radikalproduktion der Phagozyten während der verschiedenen Phasen des Parabelflugs direkt verfolgen. Hierfür verwenden sie ein speziell entwickeltes Gerät, das gewährleistet, dass während des Fluges keine Flüssigkeiten austreten und die Zellen bei 37 Grad Celsius wie im Körper fressen können. Frühere Experimente in simulierter Schwerelosigkeit zeigten, dass die Zellen sehr empfindlich auf das Aufheben der Schwerkraft reagieren und die Radikalproduktion sehr schnell und stark verändert wird.

In einem Experiment auf der Internationalen Raumstation ISS in der BIOLAB-Anlage des europäischen Labormoduls Columbus wird im nächsten Jahr derselbe Versuch durchgeführt. Hierbei liegt der Fokus auf dem Langzeit-Einfluss von Schwerelosigkeit und möglichen Anpassungsmechanismen, wohingegen der Parabelflug zeigen wird, ob kurzzeitige Wechsel der Schwerkraft stressbedingte Veränderungen der Radikalproduktion hervorrufen. Die Ergebnisse aus dem Parabelflug sollen mit denen auf der ISS verglichen werden.

Durch das Experiment wollen die Wissenschaftler zum Einen herausfinden, ob Radikale eine Rolle bei der Unterdrückung des Immunsystems (Immunsuppression) von Astronauten spielen, die in Schwerelosigkeit auftritt. Zum Anderen lassen sich dadurch auch grundlegende Mechanismen der Aktivierung von Immunzellen erforschen. Ein genaues Wissen über die Ursachen von Immunsuppression ist auch für die vielfältigen Erkrankungen des Immunsystems auf der Erde unerlässlich.


Kontakt
Prof. Dr. Oliver Ullrich
Universität Magdeburg

Fakultät für Maschinenbau

Tel: +49 391 67 18522

Fax: +49 391 67 12595

E-Mail: oliver.ullrich@ovgu.de
Kathrin Huber
Universität Magdeburg
, Institut für Maschinenkonstruktion
E-Mail: kathrin.huber@anatom.uzh.ch
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