Raumfahrtmedizin 3D-Atemwegsmodell aus Magdeburg zeigt potenzielle Risiken von Mondstaub für die Lunge

Forschende der Universitätsmedizin Magdeburg haben aus menschlichen Zellen ein künstliches Stück Bronchialschleimhaut gezüchtet und im Labor mit einem Mondstaub-Ersatzstoff in Kontakt gebracht. Schon nach drei Tagen bewegten sich die Flimmerhärchen des Gewebes spürbar langsamer – die natürliche Selbstreinigung der Lunge wird dadurch gebremst. Gewöhnlicher irdischer Feinstaub zeigte im Vergleich deutlich schwächere Effekte. Die Ergebnisse sind in Trends in Biotechnology erschienen..

1972 berichteten mehrere Astronauten der Apollo-Mission nach Kontakt mit Mondstaub über Niesattacken, tränende Augen und Halsreizungen – Beschwerden, die als „Mond-Heuschnupfen“ in die Raumfahrtgeschichte eingingen. Wie sich Mondstaub tatsächlich auf das menschliche Atemwegsepithel auswirkt, ist jedoch bis heute nur unzureichend verstanden. Das zu ändern, hat sich ein Team um Marcus Krüger und Cornelia Wiese-Rischke von der Universitätsmedizin Magdeburg zum Ziel gesetzt, und zwar mit einem eigens zu diesem Zweck entwickeltem bioartifiziellen 3D-Modell der menschlichen Bronchialschleimhaut. Das Modell entstand im Forschungslabor der Universitätsklinik für Thoraxchirurgie und besteht aus menschlichen Bronchialzellen auf einem biologischen Trägergerüst. Es bildet wesentliche Funktionen der natürlichen Atemwegsschleimhaut nach, darunter die Schleimproduktion, den koordinierten Schlag der Flimmerhärchen sowie die Barrierefunktion des Epithels.

Schwächere Reinigungsfunktion binnen 72 Stunden 

Für die Untersuchung verglich das Team einen etablierten Mondstaub-Simulanten (JSC-1) mit PM10-Feinstaub, wie er etwa im Straßenverkehr oder Heizungsemissionen entsteht. Bereits wenige Stunden nach der Exposition reagierte das Gewebe mit einer erhöhten Schleimproduktion. Im weiteren Verlauf nahm die Beweglichkeit der Flimmerhärchen deutlich ab. Nach 72 Stunden sank ihre Schlagfrequenz im Mittel von rund zehn auf etwa sieben Schläge pro Sekunde. Dadurch könnte die natürliche mukoziliäre Reinigung der Atemwege verlangsamt werden, sodass eingeatmete Partikel länger auf der Schleimhaut verbleiben.

Auch die Stabilität der schützenden Gewebebarriere ließ nach, und es zeigten sich erste Anzeichen von Gewebeumbau. Besonders aufschlussreich: Elf Proteine traten ausschließlich nach Kontakt mit dem Mondstaub-Simulanten auf – die meisten davon mit Bezug zu Zell-Zell-Verbindungen und Umbauprozessen im Gewebe. Verglichen mit PM10-Feinstaub fielen die Effekte insgesamt deutlicher aus.

Pilotstudie mit klar benannten Grenzen 

Die Forschenden bezeichnen ihre Arbeit ausdrücklich als Pilotstudie. Da echter Mondregolith weltweit nur in äußerst begrenzten Mengen verfügbar und streng reglementiert ist, kam ein Regolith-Simulant zum Einsatz, der die Eigenschaften des Originalmaterials nur teilweise nachbildet. Außerdem enthält das Modell keine Immunzellen, die bei Entzündungsreaktionen der Lunge eine zentrale Rolle spielen. Auch Langzeitwirkungen wiederholter Exposition lassen sich mit dem aktuellen Versuchsaufbau noch nicht untersuchen.

 Künftig soll das Modell um weitere Zelltypen ergänzt und über längere Zeiträume getestet werden. Perspektivisch möchten die Forschenden die Versuche, soweit wissenschaftlich verfügbar, auch mit echtem Mondregolith durchführen. Ziel ist es, eine belastbare Grundlage für die spätere Bewertung möglicher Gesundheitsrisiken sowie für Schutzmaßnahmen und zukünftige Expositionsgrenzwerte bei langfristigen Mondmissionen zu schaffen.

Quelle: Marchal S, Hellwig P, Schmidt C, Kopp S, Grimm D, Walles H, Walles T, Wiese-Rischke C, Krüger M. A bioartificial 3D bronchial epithelial airway model to study lunar hay fever on Earth. Trends in Biotechnology. 2026. DOI: 10.1016/j.tibtech.2026.04.011; Pressemitteilung der Universitätsmedizin Magdeburg (idw), 10. Juli 2026.