GMO myši-astronauti si v kosmu zachovali své mocné svalstvo

TLDR: Studie prováděná v uplynulém roce mmj. na palubě Mezinárodní vesmírné stanice ukazuje, že genetické úpravy u myší vedou ve stavu beztíže k zachování svalů a pevnosti kostí. Mohlo by to vést ke změně v letech lidí do kosmu. Studie tu.

Tom a Hulk jdou…

Během svého 33 dnů trvajícího pobytu na Mezinárodní vesmírné stanici si geneticky vylepšené myšky uchovaly mnohem více svalstva a kostní hmoty než myšky nevylepšené. Experiment přezdívaný „Mighty Mice“ proběhl sice již na přelomu roku 2019 a 2020, nyní však definitivně závěry srovnání vydali autoři experimentu, Sin-Jin Lee z Jacksonovy laboratoře v USA a Emily Germain-Lee z University of Connecticut.

Proč tohle duo navrhlo pár let nazpět vyslat do kosmu tyto myší Hulky? Prostředí mimo Zemi nás nemá rádo. Stav beztíže, či přesněji prostředí mikrogravitace panující na stanici obíhající Zemi, má devastující vliv na náš organismus. Svaly začínají atrofovat, kosti ztrácejí pevnost. Astronauti proto musejí denně několik hodin intenzivně cvičit, aby alespoň zpomalili tento jev. Bez cvičení by totiž nemuseli přežít návrat na Zemi.

Astronautka Jessica Meir z Expedition 61 si v japonském modulu Kibo hraje s přístrojem pro měření hustotu kostí potkanů. Zdroj: NASA

Negativních vlivů kosmického prostředí na naše tělo je víc (pomineme-li, že bez lodi/skafandru za minutu umřete), ale to nyní nechme stranou a soustřeďme se právě na svalstvo. Na něj se totiž zaměřil i Leeovský tým skrze hrátky s geny pro produkci proteinu myostatinu. Přesněji došlo na potlačení produkce tohoto proteinu.

Čím méně myostatinu, tím více narůstají svaly do velkého objemu. Již starší práce ostatně naznačily, že myostatin hraje výraznou roli v regulaci, či spíše svazování tvorby svalstva. Možná si pamatujete na některé jiné pokusy, které měly za výsledek těžce vysvalené kravičky – ty vznikly stejnou cestou potlačení produkce myostatinu. Takže víme, že myostatin může fungovat na Zemi, pokud chcete vytvořit rasu geneticky vylepšených Hulkraviček.

Ale funguje absence myostatinu stejně i v mikrogravitaci?

musclemouse
Zkuste hádat, který hlodavec je nevylepšený, a který vylepšený…
Zdroj: Se-Jin Lee, PLOS One, 2007

…k nám teď s možností kolonizace kosmu

Pro odpověď byla vyslána čtyřicítka myší loni v prosinci na palubu Mezinárodní vesmírné stanice v rámci Rodent Research-19. Myšky byly rozděleny do pěti skupin. Jenom dvě skupiny myší byly nějak upravené, zbylé myšky byly netknuté a sloužily pro kontrolu experimentu.

První testovací skupina myší nebyla také ještě geneticky upravena – namísto toho u ní byla činnost myostatinu potlačena chemicky skrze protein ACVR2B/Fc, který slouží jako inhibitor myostatinové buněčné signalizace. Teprve pátá skupina byla ony titulní Mighty Mice, uvnitř nichž byl myostatin potlačen pomocí genetické úpravy.

Ačkoliv se celé patero myšek na Zemi vrátilo již v lednu, nyní Leeovci vyhodnotili závěry celého experimentu s definitivní platností. A zdá se, že jsme na stopě potenciální cesty, jak výrazně potlačit část negativních projevů kosmických letů na naše tělo. Nenápadný pokus s myšima (respektive s potkany, ale taxonomii hlodavců nechme být) totiž naznačuje velké věci pro budoucí kolonizační snahy!

Rodents and a rocket carried these researchers' dreams to space | NASA
Pan a paní Leeovi. Zdroj: NASA/The Jackson Laboratory

Podle studie ztratily běžné myšky za periodu 33 dnů někde mezi 8 až 18 % své svaloviny, a mezi 8 až 11 % své kostní hmoty. Geneticky vylepšené Mighty Mice si naproti tomu udržely prakticky stejnou hmotnost – to naznačuje, že ztráta myostatinu je v mikrogravitaci objektivní výhodou.

To skutečné překvápko přišlo u myší, kterým byl vpíchnut zmízněný inhibitor myostatinu ACVR2B/Fc. Během sledované periody jejich svalová hmota stoupnula o 27 %, a podobně stoupnula i pevnost kostí! Nárůst byl dokonce vyšší než u kontrolní skupiny ACVR2B/Fc myší, které zůstaly na Zemi. Těm totiž přibylo „jenom“ 18 % svaloviny.

ACVR2B/Fc protein by tak mohl být cestou, jak astronauty při dlouhodobých misích na Mars či dál nejenom chránit před projevy mikrogravitace, ale dokonce jim dopřát víc než to!

Zdroj: Reddit, PxHere, Pikilist, SpaceX, CC BY, vlastní

Společenská otázka

Reálně je samozřejmě problém v tom, že genetické úpravy u lidí jsou ožehavé téma – z medicínských důvodů například při léčbě dědičné choroby se asi majorita shodne, že jde o fajn nápad. Ale to je léčba, nikoliv vylepšování genomu. A to by bylo docela něco jiného i v případě, že by geneticky upravené posádky kosmoletů létaly jenom směrem od Země.

Start Albert II rakety V-2. Touto cestou se do kosmu podívali i první hlodavci. Zdroj: Wikipedia/CC BY/Smithsonian National Air and Space Museum
Start Albert II rakety V-2. Touto cestou se do kosmu podívali i první hlodavci. Zdroj: Wikipedia/CC BY/Smithsonian National Air and Space Museum

Proto je tak důležité, že ACVR2B/Fc protein, který si teoreticky může vpíchnut do těla kdokoliv (ale nedělejte to, proboha! U lidí to nebylo otestováno!), by mohl nést stejné, ne-li lepší výsledky. A myostatin nemusí být jediný způsob, jak podobných srand dosáhnout…

Je pravda, že genové úpravy by mohly přinést významné novoty nejen do ochrany svalů a kostí, ale i ochrany před kosmickým zářením. Takže astronauty budoucnosti genetické úpravy asi neminou. Ale stejně tak je možné, že také u záření najdeme chemické analogy téže činnosti. Alespoň tedy pro první generaci dobyvatelů.

Myšky, respektive potkánci, tak opět stojí na špici našeho kosmického výzkumu, a není to poprvé – první myš se do kosmického prostoru podívala už v roce 1950 na palubě Američany ukořištěné rakety V-2 v rámci experimentu, kdy se nosič dostal do výšky 137 km! Nešlo sice o orbitální let, ale bylo to stejně celých 11 let před Gagarinovou misí!

Bude tedy jenom zajímavé sledovat, jestli za 11 let ode dneška budou mít Mighty Mice stejný význam i pro další budoucnost kosmických letů, jako měly sedm dekád nazpět!

[Ladislav Loukota]

Genové modifikace mají neprávem špatné jméno:

Vědátor vzniká v dílně spolku studentů a popularizátorů vědy UP Crowd za podpory MUDRstart, který tvoří přípravné testy pro studenty vysokých škol. Krom různých autorů projekt jako šéfredaktor vede Ladislav Loukota – jeho kontaktní mail je vedatororg@seznam.cz

Diskuze

Reklama