Premium

Získejte všechny články
jen za 89 Kč/měsíc

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?

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.

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

Zázrak! NASA po pěti měsících obdržela od sondy Voyager smysluplnou zprávu

v diskusi je 137 příspěvků

23. dubna 2024  13:37

Když se v únoru letošního roku stále nedařilo navázat smysluplnou komunikaci s jedním z...

Herečce Slávce Budínové by bylo 100 let. Zemřela opuštěná, bez zájmu veřejnosti

v diskusi je 27 příspěvků

21. dubna 2024

Před 100 lety, 21. dubna 1924, se v Ostravě narodila známá česká herečka Slávka Budínová.

{NADPIS reklamního článku dlouhý přes dva řádky}

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

Znovuzrození japonských letadlových lodí. Ve výzbroji budou mít F-35B

v diskusi je 51 příspěvků

19. dubna 2024

Japonsko má ve své ústavě zakázáno vlastnit ofenzivní zbraně, jako jsou letadlové lodě. Doba...

Uvidíme v budoucnu na obloze druhý Měsíc? Příčinou může být neobvyklá hvězda

v diskusi je 13 příspěvků

17. dubna 2024

Velmi neobvyklá hvězda éta Carinae v 19. století náhle zjasnila a stala se druhou nejjasnější...

{NADPIS reklamního článku dlouhý přes dva řádky}

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

Unikátní exkurze. Nahlédněte do francouzské jaderné ponorky před vyplutím

v diskusi je 16 příspěvků

20. dubna 2024

Není obvyklé, aby reportéři mohli nahlédnout do jaderné ponorky v aktivní službě. Agentura AP nyní...

POZOR VLAK: Slavíme půl století pražského metra, vznikla k tomu unikátní hra

v diskusi je 1 příspěvek

24. dubna 2024  7:29

Pro Československo, a především pro Prahu, to byl slavný den, devátého května 1974 byl slavnostně...

Jiří Horák obnovil ČSSD a dovedl ji do parlamentu. Se Zemanem si nerozuměl

v diskusi nejsou příspěvky

24. dubna 2024

Před 100 lety se narodil Jiří Horák, který po sametové revoluci pomáhal znovuobnovit sociální...

Dnes už se bez nich válčit nedá. Raketový vzestup bojových dronů

v diskusi je 13 příspěvků

24. dubna 2024

Bezpilotní letadla (drony) jsou v posledních dvou dekádách na raketovém vzestupu. Přispěla k tomu...

Snadno s fotkami už i ve Windows. Aplikace Fotografie vyrostla na novou úroveň

v diskusi nejsou příspěvky

24. dubna 2024

Premium Aplikace Fotografie, která je pevnou součástí Windows, slouží nejen k prohlížení obrázků. Stejně...

Manželé Babišovi se rozcházejí, přejí si zachovat rodinnou harmonii

Podnikatel, předseda ANO a bývalý premiér Andrej Babiš (69) s manželkou Monikou (49) v pátek oznámili, že se...

Sexy Sandra Nováková pózovala pro Playboy. Focení schválil manžel

Herečka Sandra Nováková už několikrát při natáčení dokázala, že s odhalováním nemá problém. V minulosti přitom tvrdila,...

Herečka Hunter Schaferová potvrdila románek se španělskou zpěvačkou

Americká herečka Hunter Schaferová potvrdila domněnky mnoha jejích fanoušků. A to sice, že před pěti lety opravdu...

Největší mýty o zubní hygieně, kvůli kterým si můžete zničit chrup

Možná si myslíte, že se v péči o zuby orientujete dost dobře, přesto v této oblasti stále ještě existuje spousta...

Tenistka Markéta Vondroušová se po necelých dvou letech manželství rozvádí

Sedmá hráčka světa a aktuální vítězka nejprestižnějšího turnaje světa Wimbledonu, tenistka Markéta Vondroušová (24), se...