Die NASA hat erneut ehrgeizige Pläne: Nach dem Mond steht nun der Mars im Visier der bemannten Raumfahrt – irgendwann in den 2030er Jahren sollen Menschen unseren Nachbarplaneten betreten. Im Vergleich zu den Mondmissionen ist dieses Vorhaben allerdings mit einem deutlich höheren Aufwand verbunden. Eine der größten Herausforderungen ist es, die Astronauten auf der drei Jahre langen Reise gesund zu erhalten. Ein Problem ist dabei der Knochenschwund, der durch die Schwerelosigkeit ausgelöst wird: Studien haben gezeigt, dass Astronauten im Durchschnitt mehr als ein Prozent ihrer Knochenmasse pro Monat im Weltraum verlieren. Bisher hielt sich der Schaden bei den üblichen Aufenthaltszeiten im All in Grenzen, doch bei einer langen Mars-Reise wird es wohl kritisch.
Brüchige Knochen drohen
“Auf der Internationalen Raumstation sind Astronauten normalerweise nicht länger als sechs Monate. Im Gegensatz dazu wird es aber etwa zehn Monate dauern, um zum Mars zu gelangen. Nachdem die Astronauten den Planeten etwa ein Jahr lang studiert haben, geht es dann erneut auf die lange Reise zurück zur Erde“, erklärt Kevin Yates von der University of California in Davis. Durch die Mission könnten die Raumfahrer deshalb schließlich eine Osteoporose entwickeln, die ihre Knochen anfällig für Brüche macht. Wie Yates und seine Kollegen erklären, gibt es zwar eine Möglichkeit, dem Knochenschwund medikamentös entgegenzuwirken – sie ist allerdings problematisch.
Die Astronauten müssten sich täglich ein Peptidfragment des menschlichen Parathyroidhormons (PTH) über Spritzen injizieren, das die Knochenbildung anregt. Der Transport großer Mengen des Medikaments und der Spritzen sowie die Verabreichung wären bei Weltraummissionen unpraktisch. Deshalb haben sich Yates und seine Kollegen der Entwicklung einer besseren Versorgungsmöglichkeit gewidmet. Ihr Resultat ist ein Anti-Knochenschwund-Salat, der durch eine Übertragung von Genen das PTH-Peptid in seinen Blättern bildet. Ihre Ergebnisse präsentieren sie nun auf der Frühjahrstagung der American Chemical Society in San Diego.
Die Wissenschaftler haben sich den Gartensalat (Lactuca sativa) ausgesucht, da die schnell wachsenden Pflanzen bereits erfolgreich unter den ressourcenbeschränkten Bedingungen auf der Internationalen Raumstation kultiviert wurden. Wie sie erklären, bestand die Herausforderung darin, den Salat dazu zu bringen, das PTH-Peptid in einer Form herzustellen, die über die Nahrung aufgenommen werden kann, anstatt sie zu injizieren. Um die Stabilität und Verfügbarkeit der Substanz zu erhöhen, haben die Forscher einen genetischen Code genutzt, der zur Bildung eines speziellen Protein-Anhängsels an das PTH-Peptids führt. Frühere Studien haben gezeigt, dass dieses sogenannte Fc-Fragment für eine bessere Bioverfügbarkeit und damit Wirkung sorgen kann.
