Resistente Mikroben im All

Hartnäckige Bakterien auf der ISS

Stand: 18.12.2018 15:46 Uhr

Forscher haben an Bord der Raumstation ISS resistente Bakterienstämme entdeckt. Sie sind irdischen Ursprungs, inzwischen aber mutiert. Die NASA arbeitet deshalb an verbesserten Reinigungverfahren.

Von Guido Meyer, NDR

Im Jet Propulsion Laboratoy im kalifornischen Pasadena lässt die US-Raumfahrtbehörde NASA ihre Raumsonden zusammenbauen. In einem sogenannten Cleanroom sehen die Mitarbeiter ein wenig wie Ärzte während einer Operation aus: Sie tragen Kittel, Mundschutz und Häubchen. Das ist nicht schön, soll aber dafür sorgen, dass der Sonde keine irdischen Bakterien mit auf die Reise gegeben werden. Derzeit steht hier der nächste Mars Rover in der Montagehalle, der in zwei Jahren zum roten Planeten starten soll.

"Alles was NASA und ESA ins All starten, entspricht den weltweit anerkannten Planetenschutzrichtlinien. Wir schicken nur saubere Raumschiffe in den Weltraum. Und die Cleanrooms selbst sind auch ziemlich sauber", sagt Rakesh Mogul. Er ist Biochemiker an der California State Polytechnic University in Pomona. Zusammen mit seinem Team hat er in den vergangenen Jahren die NASA-Sonde "Mars Odyssey" und den Lander "Phoenix" unmittelbar vor dem Start auf Bakterien hin untersucht - also nachdem die Raumschiffe zusammengebaut und vom Bodenteam noch einmal gereinigt worden waren.

In Pasadena liegt eine NASA-Fertigungsanlage. Dort werden Raumsonden montiert.

Mogul erzählt: "Viele Bakterien waren abgestorben. Aber andere haben dagegen die Generalreinigung nicht nur überlebt, sondern haben sich sogar vermehrt. Sie scheinen nicht nur tolerant gegenüber den Reinigungsmitteln zu sein, sie scheinen sie sogar zu mögen."

Als besonders resistent erwiesen sich Bakterien des Typs Acinetobacter. Ihnen machen weder Reinigungsmittel wie Wasserstoffperoxid noch Trockenheit, Strahlung, hoher Druck oder Hitze zu schaffen. In Krankenhäusern wehren sie sich gegen Antibiotika und sind bisweilen sogar für Lungenentzündungen verantwortlich.

Es wurde nachgewiesen, dass sie sich vom Ethanol der Reinigungsmittel ernähren. Sie verbrennen ihn zur Energiegewinnung, in dem sie den Kohlenstoff des Alkohols zum Aufbau ihrer eigenen DNA und zur Proteinsynthese nutzen.

Das Problem resistenter Mikroben betrifft nicht nur Raumsonden auf dem Weg zum Mars, sondern auch die Internationale Raumstation (ISS). Rund 400 Kilometer über unseren Köpfen machen sich die Bakterien breit.

Den Mikrobiologen Ralf Möller überrascht das nicht. Die ISS sei vom Menschen geschaffen und ins Weltraum gebracht worden und werde jetzt von Menschen bewohnt. Die Zahl der Keime, die ein Mensch mit sich herumtrage, sei größer als die Zahl der Zellen, aus denen er besteht.

Möller arbeitet am Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin in Köln und wartete geradezu darauf, dass nach 20 Jahren ISS-Betrieb sich dort mehr Leben wohlfühlt als die sechsköpfige Astronautencrew. Unter anderem wurden Acinetobacter und Enterobacter gefunden.

"Die Enterobacter, die man gefunden hat, sind Mikroorganismen, die eng mit dem Menschen verbunden sind. Enterobacter würde man auf jeden Fall im Darm vermuten", so Möller.

Es handelt sich also nicht um außerirdisch entstandene Bakterien. Vielmehr muss die Crew der ISS sie selbst eingeschleppt haben. "Den Astronauten können wir nicht keimfrei machen. Und Materialien, die wir auf der Erde für die Raumstation zusammenbauen, bekommen wir auch nicht keimfrei."

Die ISS (unten in der Mitte) passiert den Mond - an Bord hat sie Astronauten und viele Bakterien. (Archivbild)

Damit könnte die Geschichte eigentlich zu Ende sein. Einmal feucht durchwischen und gut ist es. Das Problem ist nur: Die Enterobacter im All entsprechen nicht 100-prozentig den Enterobacter auf dem Boden. Tatsächlich scheinen sie im All zu mutieren.

"Mensch und Mikrobe haben sich auf der Erde angepasst. Auf der Raumstation haben sie einen neuen Bereich betreten und beide verändern sich. Sie probieren, sich so gut wie möglich anzupassen. Die Frage für uns ist natürlich: Schaffen es die Mikroorganismen schneller und besser als der Mensch?", fragt Möller. "Das heißt vielleicht in unserem Fall: Einige Organismen tragen Antibiotikaresistenzen, andere Organismen tragen keine Antibiotikaresistenzen."

Momentan steht es 1:0 für die Bakterien. Sie waren schneller als der Mensch. Möller vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt hat einen Verdacht, woran das liegen könnte: "Wir haben kontinuierliche Bedingungen auf der Raumstation, die wir so auf der Erde nicht vorfinden. Das eine ist die Schwerelosigkeit, die höhere Strahlenbelastung, weil wir in einem höheren Orbit sind. Die Mikroorganismen haben sich auf diesen Planeten angepasst: normale Gravitationsbedingungen und eine geringere Strahlenbelastung. Auf der Raumstation sind das alles Bedingungen, die sich verändert haben."

Der Lander "Phoenix" startete mit Bakterien ins All.

Die Schwerelosigkeit begünstigt sogenannte Biofilme - den mehrschichtigen Aufbau von Bakterien. Die Strahlung dürfte zu genetischen Defekten bei den Bakterien geführt haben, die sie gegen Antibiotika resistent werden ließen.

International überlegen Wissenschaftler, wie sie die hartnäckigen Bakterien besiegen können. Linda Pratt, die Planetenschutzbeauftragte der NASA, sagt: "Womöglich müssen wir eine zweite oder dritte Reinigung durchführen, die den Mikroben anders zusetzt. Vielleicht werden wir zusätzlich zu der chemischen Behandlung mit Alkohol noch eine mit UV- oder Gammastrahlen einsetzen. Wenn die Mikroben die erste Behandlung zu ihrem Vorteil nutzen können, schwenken wir eben danach noch eine zweite Keule."

Für die Zwischenzeit hat sich die NASA eine Lösung ausgedacht, die ziemlich einfach ist. Die Alkoholreste werden einfach mit einem in destilliertem Wasser getränkten Tuch abgewischt. Pratt meint: "Ein sehr einfacher, zielgerichteter und überraschender Versuch. Wir nehmen den Bakterien einfach ihr Futter wieder weg."