Ohne ein funktionierendes Immunsystem steigt das Risiko für Infektionen, Autoimmunerkrankungen und Tumoren. Auch Gewebereparatur- und Alterungsprozesse sind eng mit der Immunfunktion des Menschen verknüpft. Die Erforschung der Wechselwirkungen zwischen Stressfaktoren und dem Immunsystem ist essenziell, um die Wirkung von Belastungen auf den Organismus auf der Erde und im Weltraum zu verstehen. Langzeitaufenthalte in extremen Umgebungen, etwa auf der ISS oder in Isolation in der Antarktis, führen nachweislich zu Veränderungen der Immunhomöostase, einschließlich erhöhter Infektanfälligkeit, Virusreaktivierung und immunologischer Dysregulation. Vergleichbare, wenn auch anders verursachte Immunveränderungen werden bei kritisch kranken Patienten unter intensivmedizinischen Bedingungen beobachtet. Zudem zeigen Raumfahrer Hinweise auf eine vorzeitige Alterung von Immunzellen („Immunseneszenz“), bedingt durch erhöhte Stresshormonspiegel und chronische Entzündungsprozesse.

In der kürzlich veröffentlichten Übersichtsarbeit in Nature Reviews Immunology (hier der durch den Verlag bereitgestellter Zugang zum Manuskript: https://rdcu.be/eLmhk) beschreiben Alexander Choukér gemeinsam mit den gleich mitverantwortlichen Autoren Daniel Winer (Erstautor; Buck Institute on Aging, USA, und University of Toronto, Canada), Christopher Mason (Weill Cornell Medicine, USA) und Brian Crucian von der NASA (USA) und weiteren international anerkannten Experten, die Mechanismen dieser Immunveränderungen und wie Raumflüge das Immunsystem beeinflussen, und welche Bezüge auch hier zur Medizin auf der Erde bestehen. Daraus ist das neue Forschungsfeld der Astroimmunologie entstanden. Diese Übersichtsarbeit zeigt auch auf, was wir bislang zu den Wechselwirkungen wissen, aber eben auch, was wir noch nicht genau wissen und weiter erforschen müssen. Sie adressiert, welche Therapien oder präventive Maßnahmen entwickelt werden müssen, die u.a. auch durch neue Monitoringtechnologien, KI-gestützte Analysen und die Nutzung von Biobanken unterstützt werden können.

Diese intensiven, multidisziplinären und internationalen Bemühungen der aktuellen Forschung helfen nicht nur dabei, Astronauten auf ihre Missionen optimal vorzubereiten und sie zu schützen, sondern v.a. auch, das Immunsystem unter extremen Bedingungen auf der Erde besser zu verstehen – etwa bei chronischem Stress, Schichtarbeit oder längeren Krankenhausaufenthalten.

Und wie geht es hier in der Klinik weiter? Alexander Choukér und sein interdisziplinäres Leitungsteam mit verschiedenen Forschungsschwerpunkten (PD. Dr. med. Judith-Irina Buchheim, PD Dr. rer. nat. Dominique Moser, PD Dr. med. Tobias Wöhrle und Prof. Dr. med. Matthias Feuerecker) entwickeln moderne Technologien zum Stressmonitoring aus der und für die Raumfahrt (bspw. CIMON als ersten KI-Assistenten auf der ISS und spezifische Immunassays) und mit dem Ziel einer point-of-care (POC)-Diagnostik (Mikrofluidische Systeme, Atemgasanalysen) mit. Diese werden im Forschungslabor I der Klinik für Anästhesiologie getestet und in Studien angewendet. Die Ergebnisse ihrer Forschung helfen, die Folgen der Stressexposition im Weltraum und auf der Erde zu erfassen und besser zu verstehen. Auch ist eine enge Zusammenarbeit mit Prof. Dr. med. Peter zu Eulenburg (Institut für Neuroradiologie) am Klinikum seit Jahren etabliert. Gemeinsam werden, mittels hochmoderner Bildgebung und gleichzeitigen Blutanalysen, die Auswirkungen des Weltraums und insbesondere die Effekte der Schwerelosigkeit auf das zentrale Nervensystem erforscht. Auch interdisziplinäre klinische Studien hierzu sind am Klinikum bereits umgesetzt worden. Das übergeordnete Ziel ist eine personalisierte, organübergreifende Analyse der Körperfunktionen, ein Ansatz, der insbesondere in der Anästhesiologie gut verankert ist. Durch das frühzeitige Erkennen individueller Reaktionsmuster auf Stress sollen so verbesserte, maßgeschneiderte Therapien ermöglicht werden. Sowohl für Patienten auf der Erde als auch für Astronauten im All.