Innovation

Medizin aus dem All

Die Internationale Raumstation (ISS) Foto: imago images/NASAimages

Seit Anfang 2020 ist die Welt im Ausnahmezustand. Der Ausbruch des Covid-19-Virus hat das Leben der Menschen auf der Erde verändert. Ein Ende der Pandemie ist noch nicht abzusehen. Mittlerweile führen viele Länder Impfkampagnen durch, und zahlreiche Industriestaaten haben entsprechend viel Geld und Ressourcen für Forschung bereitgestellt. Auch Israel gehört inzwischen zu den Supermächten in diesem Bereich, und in Zusammenarbeit mit weiteren Ländern führen seine Wissenschaftler sogar zunehmend Experimente für Pharmaunternehmen im Weltraum durch.

»Innovations- und Forschungsprozesse können auf diese Weise die Entwicklung neuer Medikamente beschleunigen«, sagt Josef Unterman, ehemaliger Astronom am Technion in Haifa. Der gebürtige Belgier und Holocaust-Überlebende befasst sich schon seit seiner Kindheit mit der Sternkunde. »Kristalle, Proteine, Flüssigkeiten und menschliche Genome reagieren in der Schwerelosigkeit anders als auf der Erde.«

SpacePharma arbeitet mit der NASA und der Israel Space Agency zusammen.

Mehrere Pharmaunternehmen haben schon im vergangenen Jahrzehnt solche Experimente auf internationalen Raumstationen durchgeführt. Diese sind jedoch teuer, arbeitsintensiv und erfordern As­tronauten. »Die israelische Weltraumforschung denkt nachhaltiger«, erklärt der pensionierte Wissenschaftler. »Mit den Tests, die in Mikrogravitation zu einem Bruchteil der Kosten durchgeführt werden, kann man Erkenntnisse für das irdische Leben, aber auch für Anforderungen an Weltall-Missionen gewinnen.«

SATELLIT Zu den Pionieren gehört das israelische Start-up SpacePharma, das sich auf Medizin-Experimente in der Schwerelosigkeit spezialisiert hat. Das Unternehmen mit Sitz in Herzlija und Niederlassungen in der Schweiz verfügt über eine Vielzahl von Forschungsprojekten und hat kleine Labore geschaffen, in denen Experimente unter suborbitalen Bedingungen durchgeführt werden. Darin befindet sich ein Kameramikroskop, mit dem Proben gemäß den Anweisungen der Forscher entnommen werden.

Außerdem sind die »Minilabs« – nicht größer als ein Milchkarton – in der Lage, eine konstante Temperatur von 37 Grad Celsius aufrechtzuerhalten. Für 230.000 US-Dollar lassen sich die energieeffizienten Geräte an Kunden für bis zu sechs Monate vermieten, die unter anderem verschiedene Flüssigkeiten und Analyse-Tools integrieren können, die dann in kleinen Satelliten ins All geschossen werden.

»Konzepte, die wie Science-Fiction klingen, wandeln wir in wissenschaftliche Realität um«, sagt Yossi Yamin, Mitbegründer von SpacePharma. Die Weltraumlabore der Firma, in denen Experimente mit lebenden biologischen Zellen, unter anderem Bakterien, Nerven, Muskeln und Krebsbiopsien, durchgeführt werden, kommen mit Erfolg auf der Internationalen Raumstation (ISS) zum Einsatz. Einmal in der Erdumlaufbahn, werden die Proben von den Satellitenanlagen der SpacePharma-Niederlassungen effizient überwacht.

»Auf der Erde können Sie in einer Petrischale eine Kultur in zwei Dimensionen wachsen lassen«, erklärt der Weltraumforscher. »Aber mit geringer Schwerkraft im Orbit erhält man eine dritte Dimension. Diese wächst wie im Körper und wird nicht an die Oberfläche der Schale geschlagen.« Die im Weltraum durchgeführten Testmaterialien kehren nicht immer vollständig auf die Erde zurück. Manchmal sind nur Daten erforderlich.

RAUMSTATION Experten sind sich sicher, dass diese Forschungen zu neuen Durchbrüchen in Bereichen wie Biowissenschaften und Lebensmitteltechnologie führen werden. In den Minilabs können die Forscher per Fernsteuerung mikroskopische Aufnahmen anfertigen, verwalten und extrahieren, Echtzeitdaten über Strahlung oder Temperatur empfangen und über eine Webseite oder App in jedes Experiment eingreifen.

Bisher arbeitete SpacePharma mit der NASA, der europäischen und italienischen Weltraumorganisation sowie der Israel Space Agency zusammen. Mit Letzterer wurde vor einiger Zeit sogar ein Satellit für ein Experiment in den Orbit geschickt, das zum ersten Mal von einem israelischen Krankenhaus durchgeführt wurde, um Methoden zur Bekämpfung der Antibiotikaresistenz zu untersuchen.

»Da womöglich der Weltraumtourismus an Bedeutung gewinnen wird, erwarten wir, dass die Menschen alle möglichen Krankheiten bekommen«, sagt Ohad Gal-Mor, Leiter des Forschungslabors für Infektionskrankheiten am Sheba Medical Center bei Tel Aviv. »In Zukunft wird es Krankenhäuser im All geben, aber wir haben noch nicht genügend Wissen, wie sich Infektionen dort verhalten.«

IMPFSTOFFE Der Molekular- und Mikrobiologe glaubt, dass er durch die Überwachung von Bakterien in der Erdumlaufbahn Schlussfolgerungen ziehen kann, die dazu beitragen könnten, ein Verfahren für die medizinische Versorgung von Weltraumtouristen zu entwickeln. »Dieses Experiment könnte uns Informationen über Risiken geben«, sagt der Wissenschaftler.

Experten sind sich sicher, dass diese Forschungen zu neuen Durchbrüchen in Bereichen wie Biowissenschaften und Lebensmitteltechnologie führen werden.

Das Experiment zielt jedoch in erster Linie darauf ab, mehr über die internen Abläufe eines bakteriellen Veränderungsprozesses herauszufinden. »Mit diesen Tests untersuchen wir, warum die Schwerelosigkeit diesen Prozess hemmt. Es ermöglicht uns aber auch, neue Lösungen zu finden und den Prozess zu verlangsamen, durch den immer mehr Bakterien gegen Antibiotika resistent werden.«

Die Kommerzialisierung des Weltraums könnte also durchaus zu vielversprechenden medizinischen Entwicklungen führen. »Die neuen Innovationsprozesse könnten schon bald Impfstoffe ›Made in Space‹ möglich machen«, sagt der pensionierte Astronom Josef Unterman. Mit dem Satelliten »MoTi« gibt es im All bereits die erste pharmazeutische Produktionsanlage. »Wir könnten eine ganze Industriezone im Weltraum haben, die darauf abzielt, unser Leben hier auf der Erde zu verbessern«, erklärt er. »Um danach Reisen zum Mond, zum Mars oder auf andere Planeten zu ermöglichen.«

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