PMU-Wissenschafter*innen erforschen in internationalem Projekt Gegenmaßnahmen zur kardialen Fibrose in der Raumfahrt

PMU-Wissenschafter*innen erforschen in internationalem Projekt Gegenmaßnahmen zur kardialen Fibrose in der Raumfahrt

14.06.2024

PMU goes space: Die Raumfahrt führt bei Astronaut*innen zu molekularen, zellulären und physiologischen Veränderungen und stellt den menschlichen Körper vor unzählige biomedizinische Herausforderungen, die immer relevanter werden, je mehr Menschen sich in den Weltraum wagen. Die aktuellen Rahmenbedingungen für die Luft- und Raumfahrtmedizin sind jedoch noch im Entstehen begriffen und bleiben weit hinter den Fortschritten in der Präzisionsmedizin auf der Erde zurück – was die Notwendigkeit entsprechender Datenbanken, Tools und Protokolle unterstreicht. Mit dem „Space Omics and Medical Atlas (SOMA)“-Paket aus Manuskripten, Daten, Protokollen und Code hat der renommierte Wissenschafts-Fachverlag Springer Nature am 11.06.2024 das bisher größte Datenkompendium für Luft- und Raumfahrtmedizin und Weltraumbiologie veröffentlicht (siehe: www.nature.com/immersive/d42859-024-00009-8/index.html). Mehr als 100 Institutionen aus über 25 Ländern haben für die koordinierte Veröffentlichung von 44 Publikationen zusammengearbeitet – mit an Bord sind auch Forschende der Paracelsus Medizinischen Privatuniversität (PMU) in Salzburg:

Die Biologin Dr.in Vera Paar, Forscherin an der Universitätsklinik für Innere Medizin 2, Kardiologie (Leitung: Prim. Univ.-Prof.in Dr.in Uta Hoppe) des Uniklinikums Salzburg, und Priv.-Doz. Dr. Peter Jirak, Ärztlicher Direktor der Rehabilitationszentren Moorheilbad Harbach und Lebens.Resort Ottenschlag sowie ehemaliger Facharzt der Universitätsklinik für Innere Medizin 2 waren dabei in der Erstellung des zentralen Reviews des SOMA-Pakets involviert und trugen zusätzlich durch die Leitung eines eigenen Forschungsprojekts wesentlich zum Space Omics and Medical Atlas bei.

Review: „A Second Space Age Spanning Omics, Platforms, and Medicine Across Orbits“

Als Teil des großen internationalen Forschungsteams beleuchten Vera Paar und Peter Jirak als Co-Autoren des im führenden Fachmagazin Nature (Impact-Factor: 64,8) publizierten Reviews „A Second Space Age Spanning Omics, Platforms, and Medicine Across Orbits“ jüngste biomedizinische Forschungsergebnisse der National Aeronautics and Space Administration (NASA), der Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA), der European Space Agency (ESA) und anderer Raumfahrtagenturen. Sie gehen dabei zudem detailliert auf den Einstieg des kommerziellen Raumfahrtsektors in die Luft- und Raumfahrtmedizin und Weltraumbiologie ein (Zur Publikation: https://rdcu.be/dKBiC). Aus diesen Daten leitet sich auch das Hauptprojekt der beiden Forschenden im Rahmen der Arbeiten am SOMA-Paket ab:

Studie zeigt Potenzial von Antagomir-Behandlungen zum Schutz vor kardialer Fibrose

Vera Paar als Erstautorin und Peter Jirak als equally-contributed Letztautor sowie Prof. Dr. Lukas J. Motloch, Koordinator der Inneren Medizin im Salzkammergut Klinikum Vöcklabruck, Professor an der PMU und ehemaliger Oberarzt der Universitätsklinik für Innere Medizin 2 als Co-Autor, haben sich dabei gemeinsam mit Forscher*innen aus den USA, Brasilien und Japan für das SOMA-Projekt dem Bereich Herz gewidmet. In ihrer Studie „Countermeasures for cardiac fibrosis in space travel: It takes more than a towel for a hitchhiker's guide to the galaxy“ (Arbeitstitel) untersuchen sie das therapeutische Potenzial von sogenannten Antagomiren – synthetisch hergestellte Segmente von Nukleinsäuren, die an ihre komplementären MicroRNA binden und diese damit hemmen – als Gegenmaßnahme zu kardialer Fibrose in der Raumfahrt. „MicroRNAs haben sich als Schlüsselregulatoren komplizierter pathologischer Prozesse und daher als hervorragende Biomarker für die frühzeitige Vorhersage von Krankheiten wie Herz-Kreislauf-Erkrankungen und strahlenbedingten Veränderungen nach Raumflügen erwiesen. In unserer Studie stellen wir mögliche Antagomir-Behandlungen vor, die auf verschiedene MicroRNAs abzielen, um den Einfluss der Raumfahrtumgebung auf Herz-Kreislauf-Erkrankungen zu mildern. Wir konnten zeigen, dass bestimmte Proteine unterschiedliche fibrotische und antifibrotische Rollen spielen und molekulare Veränderungen verursachen, die mit der Exposition gegenüber der Weltraumumgebung verbunden sind. Darüber hinaus belegen unsere Ergebnisse das therapeutische Potenzial von Antagomiren als regulatorische Maßnahme gegen kardiale Fibrose und damit potentielle Ansätze für zukünftige Raumfahrtmissionen“, so Vera Paar. „Zusätzlich können sich durch die Arbeiten an Gegenmaßnahmen zur kardialen Fibrose in der Raumfahrt in Zukunft auch potentielle Behandlungsgebiete aus dem klinischen Bereich ergeben. Als Beispiel sind kardiale Schäden im Anschluss an verschiedene strahlentherapeutische Maßnahmen zu nennen, da die Prozesse hinter den kardialen Veränderungen sehr ähnlich sind“, erklärt Peter Jirak. Die Studie befindet sich derzeit noch im Review-Prozess und steht vor der Veröffentlichung im Fachmagazin Scientific Reports des Springer Nature Verlags. (Zum Preprint: https://doi.org/10.21203/rs.3.rs-2351744/v1)

„Unser Ziel ist es, gemeinsam mit unseren internationalen Partnern auf unseren gewonnenen Erkenntnissen aufzubauen, wobei hier bereits die ersten Folgeprojekte in Arbeit sind. Während die vorliegende Arbeit in erster Linie dazu diente, Hypothesen zu entwickeln und zu prüfen, bleibt es unser langfristiges Ziel, durch das verbesserte Verständnis der Regulationsprozesse im Rahmen der kardialen Fibrose in der Raumfahrt effektive therapeutische Gegenmaßnahmen zu entwickeln“, erläutern Vera Paar (von der PMU 2022 und 2021 als „Nachwuchsforscherin des Jahres“ ausgezeichnet) und Peter Jirak (PMU-Nachwuchsforscher des Jahres 2021).