Die harschen Bedingungen im Weltraum wirken sich nicht nur auf die menschlichen Bewohner der ISS aus. Auch Bakterien leben auf der Internationalen Raumstation, da es unmöglich ist, alle Lebensmittel und sonstigen Versorgungsmaterialien zu sterilisieren, erst recht nicht die Körper der Astronauten.

Die schwierige Umgebungssituation zwingt die Bakterien zur Abhärtung und Anpassung über eine schnellere Vermehrung und Stoffwechselrate. Zusätzlichen Schutz bietet die Lebensgemeinschaft in einem sogenannten Biofilm, einer wässrigen Schleimschicht mit anderen Mikroorganismen wie Pilzen. Darin können verschiedene Bakterienspezies untereinander DNA austauschen und günstige Eigenschaften weitergeben. So entstehen auch Resistenzen auf viele gängige Antibiotika.

Silber-Ruthenium-Beschichtung

Dazu kommt, dass Mikrogravitation, kosmische Strahlung und psychologischer Stress die menschliche Crew schwächen. Eine gefährliche Kombination also, bei der das Infektionsrisiko mit der Dauer der Mission steigt. Diesem Problem widmete sich die Forscherin Elisabeth Grohmann von der Beuth Hochschule für Technik Berlin nun mit einer Studie über eine neue Beschichtung aus Silber und Ruthenium.

"Warum nicht einfach kurz stoßlüften?", scheint sich Tom Marshburn, hier 2009 an Bord der ISS, zu fragen.
Foto: (AP Photo/NASA)

Silber alleine ist schon lange für seine antibakteriellen Eigenschaften bekannt. Die jahrhundertelange Nutzung dürfte aber auch zu vielen heute dagegen unempfindlichen Bakterien geführt haben. Im Verbund mit Ruthenium soll es nun seinen alten Glanz, im antimikrobiellen Sinne, zurückerlangen. Dazu verglichen die Forscher das neue Material mit herkömmlicher Silberbeschichtung und unbeschichtetem Stahl. Als auch auf der ISS häufig besuchter Ort wurde dafür die Toilettentür gewählt.

Gute Wirksamkeit gegen Bakterien

Nach sechs Monaten wurden keine Bakterien auf der neu getesteten Beschichtung gefunden und auch nach zwölf und 19 Monaten nur zwölf Bakterienstämme. Das entspricht einer 80-Prozent-Reduktion im Vergleich zum beschichtungsfreien Stahl und 30 Prozent weniger als bei herkömmlichem Silber.

Die Toilettentür der ISS mit den verschiedenen untersuchten Beschichtungen
Foto: Dr. Natalia Novikova, IBMP

Mit der Zeit erhöhte sich die mikrobielle Vielfalt auf allen drei Testmaterialien, da sich tote Zellen, Zellrückstände und Staub darauf ablagern und den direkten Kontakt zwischen antibakterieller Beschichtung und Bakterien behindern. "Das wichtigste ist, dass auf keiner Oberfläche gefährliche Krankheitserreger gefunden wurden", betont Grohmann. "Das Infektionsrisiko für die ISS-Crew ist derzeit also gering."

Nichtsdestoweniger waren alle isolierten Bakterien in der Lage Mikrofilme zu bilden und DNA auszutauschen. Die meisten waren außerdem gegen mindestens drei Antibiotika immun. Für längere Raumfahrtsprojekte müssen also noch weitere Strategien erarbeitet werden, das neu entwickelte Material wird jedenfalls weiter getestet. (Markus Plank, 25.3.2019)