Premium

Získejte všechny články mimořádně
jen za 49 Kč/3 měsíce

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

KVÍZ: Zapomenuté funkce domácí techniky, po kterých se už nikomu nestýská

v diskusi je 19 příspěvků

13. května 2024

Byly běžnou součástí životů vás, vašich rodičů nebo prarodičů. Většinu z nich dnes však nikdo...

Sověti neuměli zkonstruovat těžký tank. Pomohl jim až německý inženýr

v diskusi je 44 příspěvků

19. května 2024

Když je řeč o sovětských těžkých tancích, výčet zpravidla začíná pětivěžovým typem T-35. Jenže...

{NADPIS reklamního článku dlouhý přes dva řádky}

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

Pět věcí, které byste s Windows měli dělat, ale možná neděláte, a naopak

v diskusi je 10 příspěvků

15. května 2024

Možná prakticky ihned po instalaci, při prvním spuštění nového PC nebo později deaktivujete některé...

Umělá inteligence od OpenAI má nový pohon. A rovnou ho dává zadarmo

v diskusi je 9 příspěvků

13. května 2024  20:34

Společnost OpenAI vůbec poprvé pořádala živé představení svých pokroků. Hlavní novinkou se stala...

{NADPIS reklamního článku dlouhý přes dva řádky}

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

Panasonic překvapil, jeden opuštěný operační systém nahradily dva nové

v diskusi je 14 příspěvků

17. května 2024

Düsseldorf (Od zpravodaje Technet.cz) Když odhlédneme od kvality zobrazovacího panelu a obvodů zpracovávajících obraz, je operační systém...

Věci, které by ve Windows 11 měli ihned opravit

v diskusi je 1 příspěvek

20. května 2024

Windows 11 z uživatelského pohledu nastavuje zrcadlo budoucnosti. Nacházejí se v něm věci uživateli...

Beneš se Mussoliniho neštítil. Před 100 lety s ním vyjednal mezistátní smlouvu

v diskusi je 32 příspěvků

19. května 2024  10:30

V polovině května 1924 jednal československý ministr zahraničí Edvard Beneš v Římě s italským...

Sověti neuměli zkonstruovat těžký tank. Pomohl jim až německý inženýr

v diskusi je 44 příspěvků

19. května 2024

Když je řeč o sovětských těžkých tancích, výčet zpravidla začíná pětivěžovým typem T-35. Jenže...

Jak Muskova firma vyřešila problém prvního čipu v mozku člověka

v diskusi je 5 příspěvků

18. května 2024

Neuralink je jedna z firem Elona Muska, o které se mnoho mluví. V lednu totiž zavedli její...

Rozdáváme batolecí mléko ZDARMA
Rozdáváme batolecí mléko ZDARMA

Na cestě mateřstvím se potkáváme s různými výzvami. V případě výživy našich nejmenších představuje kojení ten nejlepší základ. Pokud však kojení...

Bohužel nám to nevyšlo, oznámili manželé Pagáčovi rozchod po šesti letech

Herečka Patricie Pagáčová (35) a dramaturg Tibor Pagáč (32) se rozešli po pěti letech manželství. Žádost o rozvod zatím...

Zemřel Vlastimil Harapes. Baletní mistr Národního divadla i českých filmů

Ve věku 77 let zemřel tanečník a herec Vlastimil Harapes. Dlouhá léta byl sólistou baletu Národního divadla. Zahrál si...

Anální sex je výzva. Nejvíc tabu je však v Česku jiná praktika, říká průzkum

Erotické hračky nepředstavují podezřelou exotiku, v ložnicích jsou jako doma. Ostatně jako masturbace. I orální sex....

Svěrák se na mě nedíval jen jako na hezkou buchtu, říká Radka Pavlovčinová

Jan Svěrák ji vidí jako robotku. Radka Pavlovčinová v nové hře filmového a teď už i divadelního režiséra hraje umělou...

Plné divadlo i bazilika. Nad rakví Postlerové mluvila dcera, Töpfer i Šťastný

S herečkou Simonou Postlerovou se v prostorách Divadla na Vinohradech rozloučili kolegové i veřejnost. Nad rakví...