Weltraummissionen stellen besondere Herausforderungen für den menschlichen Körper dar, vor allem durch Mikrogravitation und erhöhte Strahlenbelastung. Im Rahmen des ILLUMINATE-Projekts untersucht die TU Dresden, wie die Weltraumbiologie zu medizinischen Innovationen beitragen kann. Diese Forschung wird durch das Cellbox-Programm des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) unterstützt. Das Projekt erhält eine Förderung von 280.204 Euro vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) von November 2025 bis Oktober 2028.

Ein zentraler Aspekt der Forschung sind Maus-Leberorganoide, die unter realen und simulierten Weltraumbedingungen analysiert werden. Das Ziel ist es, die Anpassung des menschlichen Körpers an Schwerelosigkeit und kosmische Strahlung besser zu verstehen. Topwissenschaftler, darunter Prof. Nils Cordes, leiten verschiedene Teilprojekte, die die Auswirkungen von Mikrogravitation auf biologische Systeme untersuchen.

Cellbox-Missionen und ihre Bedeutung

Bei den Cellbox-Missionen handelt es sich um smartphonegroße Minilabore, die in einem Raumfahrzeug um die Erde kreisen und der Schwerelosigkeit ausgesetzt sind. Derzeit laufen die Vorbereitungen für die kommenden Missionen Cellbox-4 und Cellbox-5, die 2026 stattfinden werden. Acht Teams aus verschiedenen deutschen Forschungseinrichtungen sind an diesen Experimenten beteiligt, darunter die Technische Universität Darmstadt und die Goethe-Universität Frankfurt.

Die wissenschaftlichen Experimente sind vielseitig und reichen von Gravitationsbiologie bis hin zu Molekularbiologie. Prof. Cordes untersucht dabei Einflussfaktoren wie Veränderungen in der Zellumgebung, Genaktivität und Chromatinstruktur in Maus-Leberorganoiden. Für die ersten Male wird im Weltraum die ATAC-Sequenzierung eingesetzt, um aktive Gene unter Schwerelosigkeit zu identifizieren.

Langfristige Perspektiven

Ein wichtiger Aspekt der Forschung ist, dass die gewonnenen Daten zur Entwicklung von Schutzstrategien für Organe während Langzeitmissionen im All beitragen sollen. Das Cellbox-Programm wurde 2011 ins Leben gerufen und hat seitdem zahlreiche Missionen durchgeführt. Diese Untersuchungen haben nicht nur Auswirkungen auf künftige Raumfahrtmissionen, sondern könnten auch signifikante Erkenntnisse für Therapien gegen Immunerkrankungen und Muskelschwäche auf der Erde ermöglichen.

Die Cellbox-Anlage wurde speziell für die Erforschung von Zellen, Geweben und Organoiden unter Weltraumbedingungen konzipiert. Während der Missionen können die Proben kultiviert oder chemisch fixiert werden und nach der Rückkehr zur Erde in den entsprechenden Laboren untersucht werden. Die Bedeutung dieser Forschung könnte für zukünftige längere Aufenthalte im Weltall oder auf dem Mond von entscheidender Rolle sein, um die gesundheitlichen Auswirkungen auf die Astronauten besser zu verstehen.

Ingenieure und Wissenschaftler arbeiten eng zusammen, um die Missionen optimal zu planen. Die Unterstützung durch die yuri GmbH aus Meckenbeuren während der Missionsplanung und der Koordination der Wissenschaftsteams spielt dabei eine wesentliche Rolle. Gemeinsam wird an Lösungen gearbeitet, die auch über das Ende der Internationalen Raumstation (ISS) hinaus neue wissenschaftliche Möglichkeiten im Erdorbit eröffnen.