Sobota 27. listopadu 2021, svátek má Xenie
  • schránka
  • Přihlásit Můj účet
  • Sobota 27. listopadu 2021 Xenie

Lidé budou ve vesmíru potřebovat svaly. Pomůže doping nebo GMO?

Pokus, který zahrnoval i geneticky upravené hlodavce, ukázal, jak se bránit některým problémům dlouhého pobytu ve vesmíru. Geneticky upravená a „dopovaná“ zvířata, totiž netrpěla ztrátou svaloviny a řídnutím kostí.

Jedna ze „Silomyší“ geneticky upravených tak, aby měl vypnutý gen pro tvorbu myostatinu. | foto:  The Jackson Laboratory for Genomic Medicine (JAX-GM).

Ze zemského povrchu to tak úplně nevypadá, ale když astronauté žijí na oběžné dráze, je to pro ně a pro jejich těla velmi náročné. Pobyt v prostředí s mikrogravitací vede k řadě změn v organismu, včetně oslabování svalů a kostí. Pro Mezinárodní vesmírnou stanici ISS, kde astronauté trvale pobývají už od roku 2000, mají k dispozici speciální tréninkové programy a zařízení.

Pokud ale lidé vyrazí k dalším planetám a tělesům Sluneční soustavy, tak dosavadní postupy možná nebudou stačit k tomu, aby si udrželi kondici. Zároveň jsou v podobné situaci i mnozí lidé na Zemi, kteří jsou z různých důvodů méně či více nepohybliví. Také oni přicházejí o podstatnou část hmoty svalů a kostí. Svalová atrofie a řídnutí kostí představují nebezpečné komplikace, které dále ohrožují stav pacienta. Bylo by skvělé, kdyby existovala efektivní léčba nebo postup, který by dokázal zajistit kondici svalům a kostem lidem ve vesmíru i na Zemi.

Genetici na tom pracují. Stav svalů a kostí ovlivňuje systém vyvážených regulací. Ten je ovšem nastavený pro člověka, stejně jako pro další druhy živočichů, co normálně chodí po Zemi. Proto se teď odborníci snaží do tohoto systému zasáhnout, aby zlepšili situaci lidí, kterým nepomáhá, nýbrž škodí.

Jedním z proteinů, o které se v tomto případě genetici zajímají, je myostatin (MSTN). Podílí se na systému vyvažování svalů a kostí jako brzda. Myostatin je vlastně růstový faktor ze skupiny takzvaných myokinů, který produkují svalové buňky – myocyty. Svým působením myostatin potlačuje růst a dospívání svalových buněk.

Pokud je myostatin „vypnut“, tak to vede k nárůstu svalové hmoty. Lidé, kteří se narodili se vzácnou mutací, buď přímo myostatinu, nebo receptoru pro myostatin, mají velké množství svalové hmoty a jsou podstatně silnější než jejich vrstevníci. Genetici před časem vytvořili GM myši s vypnutým myostatinem, kterým se přezdívá „Mighty Mice“ – střízlivě přeloženo tedy  „silné myši“. My budeme používat výraz „silomyši“ prostě proto, že můžeme.

Tyto GM myši jsou na první pohled nápadné velkým množstvím narostlé svalové hmoty. Jak by si asi takové myši vedly na oběžné dráze? A pomohlo by vypnutí myostatinu i myším, které doposud žily bez této změny?

Dvojitě osvalený býk plemene Belgian Blue, které bylo do tohoto extrému...

Dramatický efekt „vypnutí“ myostatinu je možné pozorovat i bez genetických modifikací. Na snímku je dvojitě osvalený býk plemene Belgian Blue, které bylo do tohoto extrému vyšlechtěno dlouhodobou selekcí. Shodou okolností prostě u jednoho předků tohoto plemene došlo k mutaci v genu pro tvorbu myostatinu, která má v důsledku podobný efekt jako jeho umělé vyřazení genetickou modifikací.

Myši letí

Tým, který vedl Se-Jin Lee z amerických výzkumných laboratoří Jackson Laboratory, se to rozhodl zjistit. Poslal „silomyši“ do vesmíru. Když 5. prosince 2019 startovala zásobovací mise SpaceX CRS-19, tak měla na palubě celkem 40 myší. Ty strávily 33 dní na Mezinárodní vesmírné stanici a 7. ledna 2020 přistály zpět na Zemi.

Byly mezi nimi normální laboratorní myši, „silomyši“ a pak myši, které dostaly látku zvanou ACVR2B/Fc, která je schopná „vypnout“ myostatin. Shodné skupiny myší zůstaly i na Zemi, aby vědci měli co porovnávat.

Nedávno zveřejněné výsledky experimentu jsou velmi zajímavé. Ukázalo se například, že si „silomyši“ svou přezdívku opravdu zaslouží. V mikrogravitaci si víceméně udržely slušnou kondici. Naproti tomu normální myši, stejně jako astronauté, ztratily na oběžné dráze nemalou část hmoty svalů a kostí. Ostře sledované byly především myši, kterým byla podána látka ACVR2B/Fc. Tato látka vypíná nejen myostatin, ale také aktivin A, další protein, který brzdí růst svalové hmoty a kostí.

Dřívější výzkum, který probíhal normálně na zemském povrchu, ukázal, že podávání látky ACVR2B/Fc vede u myší k nárůstu svalové i kostní hmoty. Lee a jeho kolegové zjistili, že látka ACVR2B/Fc má i výrazný ochranný efekt pro svaly a kosti myší, které se ocitnou v prostředí mikrogravitace.

Whippet s dvěma kopiemi „špatnými“ kopiemi genu pro tvorbu myostatinu ve...

Příklad GM opingu „vypnutím“ genů pro tvorbu myostatinu. Whippet s dvěma „špatnými“ kopiemi genu pro tvorbu této bílkoviny ve srovnání s běžným zvířetem tohoto druhu.

Normální myši, které pobývaly na palubě Mezinárodní vesmírné stanice, ztratily ve srovnání se svými „kolegyněmi“ na Zemi 8 až 18 procent hmotnosti u jednotlivých svalů a až 11 procent hustoty kostí, která vyjadřuje míru mineralizace kostní tkáně (BMD, bone mineral density). „Silomyši“ si na oběžné dráze udržely podobně mohutnou svalovou tkáň jako stejně upravená zvířata ze skupiny, která pro kontrolu zůstala na Zemi.

Myši, kterým byla podána látka ACVR2B/Fc, nabraly na oběžné dráze na tělesné hmotnosti, dokonce více než myši, které dostaly tuto látku na Zemi. Na oběžné dráze si nejen udržely svalovou hmotu, dokonce jim i nějaká přibyla. Pozoruhodné je, že tato látka způsobila i nárůst hustoty kostí jak u myší na oběžné dráze, tak i u myší na Zemi. Analýza struktury kostí těchto myší následně potvrdila, že látka ACVR2B/Fc, blokující myostatin a aktivin A, skutečně chrání příslušné tkáně v prostředí mikrogravitace.

Součástí výzkumu byly i rozsáhlé molekulární analýzy, které přivedly vědce k závěru, že u myší, jimž byla podána látka ACVR2B/Fc, dochází k podstatným změnám hladiny řady proteinů i exprese řady genů, jak na oběžné dráze, tak i na Zemi. Tyto výsledky ukazují, jakým způsobem vlastně látka ACVR2B/Fc zasahuje tvorbu svalů a kostí. Od těchto zjištění bude možné odvodit možné léčebné a preventivní postupy, jak pro astronauty ve vesmíru, tak i pro lidi s omezenou pohyblivostí na Zemi.

Autor:
  • Nejčtenější

Budoucí ministryně obrany: Sovětské techniky bychom se měli zbavit

Exkluzivně Kandidátkou na pozici ministryně obrany v nové vládě je dlouholetá předsedkyně výboru pro obranu Poslanecké sněmovny,...

Padl jeden z důvodů, proč nemít Windows 11. Vraťte si Start a hlavní panel

S Windows 11 chce Microsoft vstoupit do nové éry používání počítačů a kvůli tomu změnil dvě z hlavních součástí...

Startujeme německý tankový motor z války, desetiletí pohřbený v bahně

Takhle zní zrekonstruovaný motor Maybach HL 120 TRM z německého útočného děla StuG. Strávil celá desetiletí pohřben v...

Žádný rachot ani kouř. Prozkoumali jsme český vodíkový generátor elektřiny

Premium Generátor H2Base vyrábí elektřinu z vodíku a vzduchu, jediným odpadem je vodní pára. Může tak vyrábět elektřinu i v...

{NADPIS reklamního článku dlouhý přes dva řádky}

{POPISEK reklamního článku, také dlouhý přes dva a možná dokonce až tři řádky, končící na tři tečky...}

Ceny sluchátek, notebooků i telefonů padají. Black Friday startuje

Advertorial Úvahy nad vánočními dárky mnohdy zaberou člověku hodiny. Přeci jen chce člověk darovat něco hodnotného a pěkného, co...

ANALÝZA: Případ Kenosha. Média si napsala vlastní verzi

Premium Půlka Ameriky si udělala z Kylea Rittenhouse, jenž zastřelil dva lidi, vzorovou karikaturu bílého rasisty s puškou, a...

Pět nejčastějších chyb, které Češi dělají v penzijním spoření

Premium Ve starém „penzijku“ si na důchod spoří více než tři miliony Čechů a v nových fondech už přes 1,3 milionu lidí. Stát...

Strach se do lidí pouští jako jed. Horší než covid je hysterie, říká herec Dušek

Premium Je hercem, režisérem, scenáristou, moderátorem. Renesančního ducha zřejmě Jaroslav Dušek zdědil po svém rodu s modrou...

  • Další z rubriky

PODCAST: Akademie věd láká středoškoláky na vědeckou „seznamku“ Otevřená věda

Již šestnáct let si mohou středoškolští studenti vyzkoušet práci ve špičkově vybavených pracovištích Akademie věd a...

Proč dinosauři rozhodně nejsou jen přerostlými ještěrkami

Většina lidí, kteří se o dinosaury trochu více zajímají, už nejspíš dobře ví, že dinosauři ve skutečnosti žádnými...

STO OBJEVŮ: Titěrný, ale převratný objev umožnil vložit oheň do kapsy

Seriál Zápalka, nebo sirka? Platí obojí. Vynález to byl nenápadný, ovšem bez něj bychom možná dodnes při rozdělávání ohně...

Kvíz: Znáte dobu dinosaurů? Známe výherce

Druhohorní éra byla obdobím vlády dinosaurů, kteří byli rozšíření prakticky na všech kontinentech. Lidé jsou těmito...

Konec podzimní nudy: Zkraťte si čekání na Ježíška v BRuNO family parku
Konec podzimní nudy: Zkraťte si čekání na Ježíška v BRuNO family parku

Víte, jaký je rozdíl mezi slovy zábavní a zábavný? V případě BruNO family parku v Brně rozhodně žádný! Vydejte se spolu s námi do zábavního parku,...

Jakub Vágner se oženil. S rybářkou Claudií si řekli ano na lodi

Populární rybář Jakub Vágner (39) se oženil. V sobotu po poledni si vzal svou německou přítelkyni Claudii, se kterou...

Neočkovaný herec Etzler je na kyslíku s oboustranným zápalem plic

Miroslav Etzler skončil s covidovou atakou a oboustranným zápalem plic v nemocnici. Své příznivce na sociálních sítích...

Světem se kvůli mutaci valí lavina výprodejů. Padají akcie, ropa i bitcoin

Kvůli nové mutaci koronaviru, která byla detekována v Jihoafrické republice, klesly v pátek asijské akcie nejvíce za...

Vítěz Slavíka Ztracený zpíval o znásilnění. Píseň stáhnu, omluvil se

Vítěz letošního Českého slavíka Marek Ztracený čelí kritice kvůli textu jedné z jeho starších písní. Výkonná ředitelka...

KOMENTÁŘ: Kterak raper Řezník přistřihl Českému slavíkovi křídla

Slavnostní ceremoniál Českého slavíka nejspíš na nějakou dobu rozvíří debaty o stavu české populární hudby – je-li...