Eine kürzlich in der Zeitschrift npj Microgravity veröffentlichte Studie hat das Potenzial eines entworfenen Verbundstoffs zur Vorbeugung des mit dem Aufenthalt im Weltraum verbundenen Knochenverlusts hervorgehoben. Der Knochenverlust aufgrund der Mikrogravitation war schon lange eine Sorge bei Langzeit-Weltraummissionen, da Astronauten einen Knochenverlust mit einer 12-fach höheren Geschwindigkeit als auf der Erde erleben. Diese Studie, durchgeführt von einem Team von Professoren der University of California, Los Angeles (UCLA) und dem Forsyth Institute, konzentrierte sich darauf, eine Therapie zur Minderung des Knochenverlusts während Weltraumreisen und der muskuloskelettalen Degeneration auf der Erde zu finden.

Die derzeitige Methode zur Minderung des Knochenverlusts im Weltraum besteht darin, mechanische Belastungen durch Übungen zu fördern, um die Knochenbildung zu stimulieren. Allerdings ist dieser Ansatz nicht immer wirksam, zeitaufwendig und möglicherweise nicht geeignet für Astronauten mit bestimmten Verletzungen. Das Ziel der Studie war es herauszufinden, ob die systemische Verabreichung eines Verbindungsstoffs namens NELL-like molecule-1 (NELL-1) den durch die Mikrogravitation verursachten Knochenverlust reduzieren könnte.

NELL-1 ist ein entscheidendes Molekül für die Entwicklung und den Erhalt der Knochendichte. Das Forschungsteam verbesserte das therapeutische Potenzial von NELL-1, indem sie seine Halbwertszeit verlängerten und ein „intelligentes“ Molekül schufen, das gezielt auf Knochengewebe abzielt, ohne negative Auswirkungen zu haben. Der modifizierte Verbundstoff, bekannt als BP-NELL-PEG, wurde umfangreichen Tests auf der Erde unterzogen, um seine Wirksamkeit und Sicherheit zu gewährleisten.

Um die praktische Anwendbarkeit von BP-NELL-PEG im Weltraum zu bewerten, arbeiteten die Forscher mit dem Center for the Advancement of Science in Space (CASIS) und der NASA zusammen. Studien wurden an Mäusen während der SpaceX CRS-11-Mission an Bord der Internationalen Raumstation (ISS) durchgeführt. Die Ergebnisse zeigten, dass Mäuse, die mit BP-NELL-PEG behandelt wurden, sowohl im Weltraum als auch auf der Erde eine signifikante Knochenbildung aufwiesen, ohne anscheinende negative Auswirkungen auf die Gesundheit.

Die Ergebnisse dieser Studie versprechen zukünftige Raumforschungen mit längeren Phasen der Mikrogravitation. Wenn Studien am Menschen diese Ergebnisse bestätigen, könnte BP-NELL-PEG ein wertvolles Werkzeug zur Minderung des Knochenverlusts und der muskuloskelettalen Degeneration während Weltraumreisen sein, insbesondere wenn herkömmliches Widerstandstraining nicht möglich ist. Darüber hinaus hat dieser entworfene Verbundstoff auch das Potenzial, Patienten mit schwerer Osteoporose und anderen knochenbezogenen Erkrankungen auf der Erde zu helfen.

Als nächstes wird das Forschungsteam die Daten von lebenden Tieren analysieren, um Informationen darüber zu erhalten, wie Astronauten sich von längeren Weltraummissionen erholen können. Diese Studie markiert einen wichtigen Meilenstein bei der Entwicklung wirksamer Behandlungen zur Bekämpfung des Knochenverlusts im Weltraum und zur Verbesserung der allgemeinen Skelettgesundheit.

Quelle: University of California, Los Angeles