Wie Bakterien unter Marsbedingungen auf das menschliche Immunsystem wirken
- Gemeinsame Studie des DLR-Instituts für Luft- und Raumfahrtmedizin und des Radboud University Medical Center in den Niederlanden.
- Studie untersucht, wie bestimmte Bakterien, die extremen marsähnlichen Bedingungen ausgesetzt wurden, mit dem menschlichen Immunsystem interagieren.
- Publikation zur Studie erschienen in der wissenschaftlichen Zeitschrift mBio.
- Schwerpunkte: Raumfahrt, Raumfahrtmedizin
Eine gemeinsame Studie des Instituts für Luft- und Raumfahrtmedizin des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) und des Radboud University Medical Center in den Niederlanden hat untersucht, wie bestimmte Bakterien, die extremen marsähnlichen Bedingungen ausgesetzt wurden, mit dem menschlichen Immunsystem interagieren. Frühere Untersuchungen hatten bereits gezeigt, dass einige Mikroorganismen solche simulierten Marsumgebungen überleben können. Nun wollten die Forschenden wissen, wie sich diese Bedingungen auf die Fähigkeit der Bakterien auswirken, mit menschlichen Immunzellen zu interagieren.
Die Experimente fanden in Köln (Deutschland) und Nijmegen (Niederlande) statt. Dabei wurden Bakterien wie Klebsiella pneumoniae und Serratia marcescens in speziellen Weltraumsimulationsanlagen des DLR-Instituts für Luft- und Raumfahrtmedizin extremen Bedingungen ausgesetzt, die denen auf dem Mars ähneln – darunter sehr niedriger Luftdruck, eine marsähnliche Atmosphäre, starke UV-Strahlung und extreme Trockenheit. Diese Bakterien sind menschliche Krankheitserreger und finden sich häufig im menschlichen Mikrobiom.
Anschließend wurde untersucht, wie diese „Mars-Bakterien“ auf menschliche Immunzellen wirken. Dazu wurden Immunzellen aus menschlichem Blut entnommen und mit den zuvor exponierten Bakterien in Kontakt gebracht. Die Ergebnisse zeigten, dass sich die Bakterien durch die Marsbedingungen vorübergehend veränderten. Dies beeinflusste die Reaktion des Immunsystems: Die Immunzellen schütteten veränderte Mengen an bestimmten Botenstoffen (Zytokinen) aus, und ihre Fähigkeit, die Bakterien zu bekämpfen – etwa durch Phagozytose oder die Freisetzung reaktiver Sauerstoffmoleküle – war vermindert oder verändert.
Interessanterweise kehrte sich dieser Effekt wieder um, sobald die Bakterien nach der Mars-Simulation erneut unter normalen irdischen Bedingungen gezüchtet wurden. Dann reagierten die Immunzellen wieder wie gewohnt auf sie. Das deutet darauf hin, dass sich die Bakterien zwar unter marsähnlichen Bedingungen verändern können, aber nach ihrer Rückkehr in eine erdähnliche Umgebung für das Immunsystem wieder erkennbar sind.
Unter dem Mikroskop konnten die Forschenden auch deutliche äußerliche Veränderungen der Bakterien feststellen, insbesondere nach UV-Bestrahlung und Austrocknung.
Untersuchungen sind wichtig für die Vorbereitung auf zukünftige astronautische Marsmissionen
Da diese Bakterien natürlicherweise im menschlichen Körper vorkommen, könnten sie bei zukünftigen Missionen zum Mars ungewollt mit Astronautinnen und Astronauten reisen. Gleichzeitig ist bekannt, dass lange Aufenthalte im Weltraum das Immunsystem schwächen können.
Die Studienautoren betonen deshalb, wie wichtig es ist, besser zu verstehen, wie sich Mikroorganismen unter Weltraumbedingungen verhalten. Sie empfehlen, weitere Untersuchungen mit anderen Bakterienarten und in lebenden Organismen durchzuführen, um besser auf künftige bemannte Missionen zum Mars vorbereitet zu sein.
Weiterführende Links
- Zu dieser Studie ist eine Publikation in der Zeitschrift mBio erschienen:“Effects of simulated Martian environmental stressors on specific human pathogen–immune system interactions”