Mit einem solchen Flugzeug des Unternehmens Novespace (hier am Flughafen Paderborn) wird Doktorand Andreas Hammer in der kommenden Woche zu Parabelflügen abheben. (Foto: Simon Wüest, Hochschule Luzern)

Welchen Einfluss die Schwerkraft auf biochemische Vorgänge in Knorpelzellen ausübt, untersuchen Wissenschaftler der Goethe-Universität zusammen mit Kollegen der Hochschule Luzern im Rahmen einer Messkampagne der Europäischen Weltraumagentur ESA. Heute beginnen auf dem Flughafen Bordeaux-Mérignac in Frankreich die Vorbereitungen für eine Reihe von Parabelflügen in der kommenden Woche. Die Experimente vor Ort wird der Doktorand Andreas Hammer von der Goethe-Universität begleiten. Wir berichten auf den universitären Facebook– und Instagram-Kanälen.

Knorpelzellen, sogenannte Chondrozyten, reagieren auf die Schwerkraft: Bei länger bettlägerigen Patienten kann es – ebenso wie bei Astronauten, die sich über Wochen und Monate im Weltraum aufhalten – zu Degenerationserscheinungen des Gelenkknorpels kommen.

Zusammen mit Wissenschaftlern der Hochschule Luzern führt der Molekularbiologe Andreas Hammer vom Zero-G-Lab der Goethe-Universität bei Parabelflügen in Frankreich Experimente durch, um das Verhalten von Chrondrozyten in der Schwerelosigkeit zu beobachten. Im Fokus stehen bestimmte Membrankanäle der Chondrozyten, die sich womöglich in Abhängigkeit von mechanischer Belastung öffnen und schließen, um das Signalmolekül Calcium in die Chondrozyten zu lassen.

Bei einem Parabelflug wechselt das Flugzeug nach einem Steilflug in einen freien Fall, währenddessen in seinem Inneren für rund 20 Sekunden Schwerelosigkeit herrscht. In dieser Zeit wird Andreas Hammer seine Experimente durchführen, die Messapparaturen dazu wurden von langer Hand von den Kooperationspartnern in Frankfurt und Luzern vorbereitet und konstruiert. Während der Schwerelosigkeit wird Andreas Hammer die Chondrozyten, die in kleinen Messkammern mit Nährflüssigkeit gezüchtet wurden, mit UV-Licht bestrahlen. Das UV-Licht führt dazu, dass ein künstlich in die Chondrozyten eingeführtes Protein seine Farbe ändert, und zwar in Abhängigkeit von der Calciumkonzentration im Inneren der Zelle. Insgesamt werden während der Kampagne Chondrozyten in mehr als 2.300 kleinen Messkammern unter verschiedenen Bedingungen untersucht. Die Forscher erhoffen sich hieraus nicht nur Erkenntnisse über Knorpeldegenerationen in der Schwerelosigkeit, sondern auch auf der Erde.

Pro Flug werden 31 Parabeln geflogen, was für den Gleichgewichtssinn und den Magen der Teilnehmerinnen und Teilnehmer eine große Herausforderung darstellt, zumal gleichzeitig noch Experimente durchgeführt werden sollen. Deswegen erhalten die Mitfliegenden vorab in der Regel ein Medikament gegen Übelkeit.