Das Jahr 2022 markiert den Start eines neuen Zeitalters der bemannten Raumfahrt. Die Nasa will eine Raumstation als Ausgangspunkt für künftige Flüge zum Mars in den Mondorbit bringen und eine Basis auf der Mondoberfläche erbauen. Sollten tatsächlich irgendwann Astronauten in diese höheren Sphären übersiedeln, hat die Wissenschaft für sie gute Nachrichten: Der Kosmos hat offenbar lebensrettende Qualitäten. Zudem lässt sich medizinische Forschung dort prima betreiben.

Stammzellen wachsen im All schneller und somit in größeren Mengen heran als auf der Erde, berichtet ein US-Team im Fachmagazin "Stem Cell Reports" auf der Basis von Labor-Experimenten unter simulierten Bedingungen. Laut den Forschenden des Cedars-Sinai-Spitals in Los Angeles, Kalifornien, könnte das daran liegen, dass die Schwerkraft keine Gelegenheit hat, sie daran zu hindern. Die Mikrogravität, also Schwerkraft bei nahe null im Weltraum, könnte zu lebensrettenden Fortschritten in der Medizin beitragen, indem sie eine rapide verlaufende Massenproduktion von Stammzellen ermöglicht.

Stammzellen sind Körperzellen, die sich in verschiedene Zelltypen oder Gewebe ausdifferenzieren können. Embryonale Stammzellen können sich zu jeglichen, adulte zu festgelegten Gewebetypen entwickeln. Ihre Eigenschaften sind bei der Heilung von Krankheiten nützlich. Laut den Forschern könnten diese Alleskönner im All nicht nur zahllos erzeugt werden, sondern ihre besondere Eigenschaft der Selbsterneuerung ließe sich auch besser studieren. Anfang 2022 will das Cedars-Sinai-Spital in Zusammenarbeit mit der Nasa und der Privatfirma Space Tango Stammzellen ins All bringen, um die Probe vor Ort aufs Exempel zu stellen.

Der englische Begriff "Biomanufacturing" bezeichnet die Herstellung biotechnologischer Produkte, entweder durch Züchtung oder über 3D-Druck. Mit biologischen Materialien, etwa Mikroben, werden neue Bio-Substanzen und -Materialien für präklinische und klinische Forschung sowie für die Therapie hergestellt. Auch diese Prozesse können laut den Wissenschaftern bei Mikrogravität produktiver verlaufen.

Ersatzteillager im Weltraum als Zukunftsprojekt

"Raumschiffe sind im Biomanufacturing begehrt, weil biotechnologische Produkte sich dort besser entwickeln", wird der Stammzellforscher Arun Sharma in einer Aussendung zitiert: "Die Regenerativmedizin hat in den letzten Dekaden bemerkenswerte Verbesserungen hervorgebracht, während Fortschritte in den Weltraumtechnologien die Besiedelung des Alls in Aussicht stellen." Zuvor waren bei einer Fachkonferenz, dem Symposion "Biomanufacturing in Space", des US-Zentrums zur Förderung der Weltraumwissenschaften rund 50 mögliche Arbeitsfelder identifiziert worden. Zu ihnen zählen im Labor hergestellte Zell-Modelle zur Erforschung von Erkrankungen und Therapien, Entwicklung und Züchtung zellulärer Gewebe unter Einsatz von biomedizinischen und materialwissenschaftlichen Methoden, Bio-Produkte aus Stammzellen, sowie Organoide, also Zellen, die sich im Labor als "Mini-Organe" genau so wie ihre echten Vorbilder organisieren.

An sich baut der menschliche Körper ja ab, wenn er über längere Zeiträume ohne Schwerkraft auskommen muss. Die Knochen degenerieren, die Alterung beschleunigt sich. Modelle für diese Prozesse könnten Aufschluss geben, was sich dagegen unternehmen lässt. Laut den Forschenden ließe sich auch Knochen- und Muskel-Ersatzmaterial höchst effizient direkt im All erzeugen. "Zurück auf der Erde könnte man damit möglicherweise Osteoporose oder auch Formen von Muskelschwund behandeln", sagt Studienautor Sharma.

Laut dem Stammzellforscher und seinem Team zwingt die Erdanziehung biologischen Produkten eine Dichte auf, die ihr Wachstum erschwert. Ohne Gravitation könnten sogar Zell-Gebilde geschaffen werden, die es in der Natur gar nicht gibt. Selbst Herzgewebe könnte bis zum Ersatz-Herz gezüchtet werden.

Somit könnte es irgendwann sein, dass der Mensch im Sonnensystem nicht nur Rohstoffe abbaut, sondern ganze Ersatzteillager-Banken für jede Körperfunktion in kosmischen Sphären errichtet, deren Inhalte bei Bedarf per Rakete geliefert werden.