Středa 28. října 2020, Den vzniku samostatného československého státu
  • schránka
  • Přihlásit Můj účet
  • Středa 28. října 2020 Státní svátek.

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

Česko dál padá do covidové propasti. Má nejvíce případů i úmrtí na světě

Česko se pevně usadilo na špičce světových koronavirových statistik. Již delší dobu jsme mezi zeměmi, které mají...

Dvořáček: Rusko a Čína už proti covidu očkují, v ČR bude vakcína v lednu

Vakcíny renomovaných západních firem proti covidu-19 budou bezpečné. V Rozstřelu po Skypu to řekl ředitel Asociace...

Stačí jen pár lidí a riziko nákazy vyletí. Matematika pandemie je zrádná

Čím víc lidí pohromadě, tím větší riziko nákazy. Tomu zřejmě už rozumí každý. Jak rychle ale roste riziko nákazy s...

Popularizátora LSD Learyho se bál i Nixon, nechal si natočit své umírání

Kontroverzní americký psycholog Timothy Leary, který se narodil 22. října 1920, proslul zejména jako popularizátor...

{NADPIS reklamního článku dlouhý přes dva řádky}

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

Americká stíhačka zprvu ztrácela dech, pak sláva její se dotýkala hvězd

Podle mnohých představuje americký P-51 Mustang v komplexním hodnocení nejlepší stíhací letoun druhé světové války. V...

ANALÝZA: Proč Čína v boji s covidem uspěla a Západ se zmítá v chaosu

Premium Zatímco Západ se potýká s druhou vlnou koronaviru, východoasijské země dokázaly virus porazit. Proč tomu tak je? Nejde...

Jsme rozvedení. Ještě nevím, zda se vrátím k dívčímu jménu, říká Koukalová

Premium Nepochopení, odsouzení. Konec vrcholové sportovní kariéry. Hledání práce. A ještě rozvod. Gabriela Koukalová (30) má za...

Dlouhodobý test Mazdy: karoserie se nám rozpadala před očima

Premium Historie provozu této Mazdy sice dokládá, že prevence se vyplatí, ale některé chyby výrobce se napravit nedají....

  • Další z rubriky

Na plošné testování populace nejsou technologie, tvrdí český biochemik

Biochemik Martin Dienstbier je spoluzakladatelem startupu DIANA Biotechnologies, který dodává PCR testy a mimo jiné...

STO OBJEVŮ: Paprsky X dnes vracejí zdraví. Na začátku zabíjely

Seriál Dnes zcela běžné rentgenové vyšetření se jmenuje po Wilhelmu Conradu Röntgenovi. Jeho objev nám pomáhá vracet zdraví už...

Česko dál padá do covidové propasti. Má nejvíce případů i úmrtí na světě

Česko se pevně usadilo na špičce světových koronavirových statistik. Již delší dobu jsme mezi zeměmi, které mají...

Podíl seniorů mezi nakaženými stoupá. I mírné zvýšení je veliký problém

Rapidně přibývá lidí s covidem-19, kteří budou potřebovat hospitalizaci. Znepokojivým trendem je především stoupající...

Akční letáky
Akční letáky

Všechny akční letáky na jednom místě!

Nepanikařte, ale buďte opatrní. Osm znaků, že jste mohli prodělat covid-19

Druhá vlna koronavirové krize udělala z Česka, které tu první zvládlo celkem dobře, odpadlíka. Snad každý se bojí. Jsem...

Nečekaně zemřel moderátor Prima vařečky Daniel Kopál, bojoval s covidem

Ve věku 49 let zemřel moderátor Daniel Kopál, známý z pořadu o vaření Mňam aneb Prima vařečka. Bojoval s koronavirem....

Česko dál padá do covidové propasti. Má nejvíce případů i úmrtí na světě

Česko se pevně usadilo na špičce světových koronavirových statistik. Již delší dobu jsme mezi zeměmi, které mají...

NASA a vědci objevili na Sahaře a v Sahelu téměř dvě miliardy stromů

Na Sahaře a v oblasti Sahelu roste více stromů, než se předpokládalo. Tvrdí to mezinárodní vědecká studie, na níž se...

Česko je bohatší než Itálie a Španělsko, možná předběhne i Japonsko

Nejnovější data Mezinárodního měnového fondu ukazují, že Česká republika je poprvé ve své novodobé historii bohatší než...