Wie gefährlich ist die Strahlung aus dem Weltraum? Über diese Frage forschen und diskutieren die Wissenschaftler schon seit langem – doch eindeutig beantworten kann sie bisher noch niemand. Ein amerikanischer Krebsspezialist hat nun neue Erkenntnisse gewonnen, nach denen insbesondere die kombinierte Einwirkung zweier Strahlenarten Krebs auslösen könnte.
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Die Erde ist fortwährend starker elektromagnetischer Strahlung aus dem Weltall ausgesetzt. Insbesondere Astronauten, die sich jenseits der Atmosphäre bewegen, sind ihr nahezu ungeschützt ausgesetzt, doch geringe Anteile dringen teilweise auch in tiefere Schichten vor. Grund genug für die NASA, die möglichen Folgen dieser Strahlenexposition intensiv zu erforschen.
Bekannt ist bisher, dass harte Strahlung DNA-Moleküle schädigen und zerstören kann und dadurch Krebs auslösen kann. Welche Faktoren und Strahlen hier jedoch die entscheidende Rolle spielen, ist noch weitestgehend ungeklärt. Nach Ansicht von John Dicello von der John Hopkins University School of Medicine sind es nicht die Brüche in der Erbsubstanz DNA alleine, die die Gefahr der Strahlung ausmachen.
Denn DNA Stücke brächen jederzeit ab, das könne schon durch einen einfachen Schlag passieren. „Wenn man sich selbst mit dem Hammer schlägt“, erklärt der Forscher, „kann das mehr Schaden anrichten als in den meisten Fällen durch Strahlungsbelastung entsteht.“ Weil diese Art von Schaden aber so häufig vorkomme, habe der Körper gelernt, damit umzugehen und entsprechende Reparaturmechanismen entwickelt. So zerstören sich Zellen mit defekter DNA einfach selbst. Oder sie versuchen den Schaden zu beheben.
Die Probleme beginnen jedoch dann, so Dicello, wenn die Reparaturmechanismen dabei Fehler machen. Wird beispielsweise ein DNA Stück an der falschen Stelle eingebaut oder auf dem falschen Chromosom, kann dies dazu führen, dass die Zelle Hemmsignale ignoriert und sich unkontrolliert vermehrt – Krebs entsteht.
Doch so einfach wie diese Abfolge klingt: Strahlung, DNA-Brüche, fehlgeschlagenen Reparaturmechanismen, Krebs – ist es nach Ansicht von Dicello leider nicht. Denn Strahlung könne menschliches Gewebe auf unerwartete Weise beeinflussen und die Kette der Ereignisse, die zu Krebs führen sei „frustrierend komplex“: „Wenn ich das wirklich verstehen würde, würde ich wahrscheinlich den Nobelpreis dafür bekommen“, so der Wissenschaftler.
Lernfähige Zellen
So kann Strahlenexposition abeispielsweise eine so genannte „adaptive Antwort“ hervorrufen: Wenn das Gewebe schädlicher Strahlung ausgesetzt wird, repariert es sich nicht nur selbst, sondern es „lernt“ auch, es beim nächsten Mal besser zu machen. Wie das funktioniert, wird zur Zeit noch untersucht.
Außerdem ist der ausgelöste Schaden, der durch die Strahlung entsteht, nicht immer proportional zu der Strahlungsmenge, der das Gewebe ausgesetzt war. „Unsere Forschungen zeigen ein paar unerwartete Dinge“, so Dicello. Einige Chromosomenvarianten seien sehr empfindlich gegenüber Strahlung, „Gib ihnen eine niedrige Dosis und sie heben ab“, umschreibt Dicello seine Beobachtungen. Andere jedoch vertragen weitaus höhere Dosierungen. Doch welche welche sind und warum, versuchen die Forscher noch immer zu entschlüsseln.
Und auch der Strahlungstyp spielt wahrscheinlich eine Rolle: Astronauten sind mindestens zwei Arten von Strahlung ausgesetzt. Zum einen hochenergetische kosmische Strahlen von entfernten explodierenden Sternen und zum anderen weniger energiereiche Protonen und Photonen von unserer eigenen Sonne.
Offene Fragen
Während die Forscher zwar wissen, wie die Zellen auf jede Art von Strahlung im einzelnen reagieren, zeigen Dicellos Arbeiten, dass das Zusammentreffen dieser mehrerer Strahlungsarten unvorhersehbare Reaktionen hervorrufen kann. Der Schaden könnte geringer oder schwerwiegender ausfallen. Es könnte eine adaptive Antwort geben, bei der die leichten Protonen von der Sonne Reparaturprozesse stimulieren und somit die Auswirkungen der schweren kosmischen Strahlung verringern. Oder es könnte etwas völlig Unerwartetes passieren. Nach Ansicht des Wissenschaftlers steht die Forschung hier noch vor vielen ungeklärten Fragen, zu denen beispielsweise die Wichtigkeit von Antioxidantien, die Wirkung von Zellen aufeinander und die adaptive Antwort gehören.
„Die Antworten darauf sind für jedermann wichtig“, fügt Dicello hinzu. Das Verständnis, wie der Körper mit beschädigter DNA umgeht, könnte Ärzten helfen, Komplikationen zu verhindern, die bei der Strahlentherapie von Krebspatienten auftreten. Und es könnte ihnen helfen, mit DNA-Schäden fertig zu werden, die beispielsweise durch Umweltkatastrophen entstehen.
Dicello ist zuversichtlich, dass die Forscher das Mysterium schließlich entschlüsseln.
(NASA, 10.05.2005 – NPO)
