Muuntogeeninen salaatti ehkäisee astronauttien luukatoa

Nasa valmistautuu ensimmäiseen kolmivuotiseen matkaan Marsiin 2030-luvulla. Astronauttien luukadon ehkäisemiseksi avaruudessa kasvatettavaan salaattiin on nyt lisätty bakteerien avulla tiettyä hormonia.

Nasa valmistautuu ensimmäiseen kolmivuotiseen matkaan Marsiin 2030-luvulla. Astronauttien luukadon ehkäisemiseksi avaruudessa kasvatettavaan salaattiin on nyt lisätty bakteerien avulla tiettyä hormonia.

NASA

Avaruudessa matkaaminen ei ole vaaratonta. Ulkoisten vaarojen lisäksi astronauttien on ponnisteltava pitääkseen itsensä fyysisesti terveenä painottomassa tilassa, ja yksi suurimmista uhista on silloin luukato.

Aiemmat tutkimukset ovat osoittaneet, että astronauttien luumassasta häviää keskimäärin yhdestä kahteen prosenttia jokaisen avaruudessa vietetyn kuukauden aikana. Tätä kutsutaan osteopeniaksi, ja se on esiaste, joka voi johtaa varsinaiseen luukatoon eli osteoporoosiin.

Uusia luusoluja elimistössä muodostavat sekä fyysinen rasitus että ruumiin oma paino. Painottomassa tilassa, jossa vastus on lähes olematon, luista alkaa nopeasti hävitä mineraaleja ja kalsiumia.

Siinä missä astronautit yleensä oleskelevat avaruudessa enintään puoli vuotta, Yhdysvaltojen avaruusvirasto Nasa odottaa kaavailemansa matkan Marsiin 2030-luvulla kestävän kymmenen kuukautta. Menomatkan jälkeen astronautit asuvat Marsissa vuoden ja palaavat sitten Maahan.

Tällöin tehokas fyysinen harjoittelu sekä D-vitamiinin ja kalsiumlisän nauttiminen eivät riitä ehkäisemään mikrogravitaatiossa eli vähäisessä painovoimassa syntyvää suurta luukatoa.

Luukatoon on olemassa myös lääkkeitä, joilla luukatoa hoidetaan muun maussa lisäkilpirauhashormonilla (PTH). Hormoni kiihdyttää luunmuodostusta elimistössä ja auttaa luumassaa palautumaan ennalleen.

Lääkityksen ongelmana on, että sitä on annettava ruiskeena päivittäin ja sitä vaadittaisiin suuria määriä pitkälle avaruusmatkalle. Lisäksi useiden vuosien säteily voisi vaikuttaa lääkkeen tehoon

Hormoni siirtyi salaattiin bakteerien avulla

Nyt yhdysvaltalainen Kalifornian yliopiston tutkijaryhmä on kehittänyt tavan annostella PTH-hormonia. He ovat luoneet muuntogeenisen sidesalaatin, joka tuottaa hormonia.

Sidesalaatin viljelyä on jo kokeiltu onnistuneesti Kansainvälisellä avaruusasemalla ISS:llä.

© NASA/Cory Huston

Muuntogeenisen salaatin luomiseksi oli ensin selvitettävä PTH-hormonin geneettinen koodi. Sen jälkeen siihen yhdistettiin toisen, hormonin leviämistä elimistössä helpottavan, proteiinin koodi.

Lopuksi yhdistelmägeeni siirrettiin salaattiin Agrobacterium tumefaciens -maaperäbakteerin avulla.

Kun tutkijaryhmä lopuksi analysoi muuntogeenisen salaatin hormonipitoisuuden, selvisi, että siinä syntyy 10–12 milligrammaa kaivattua proteiinihormonia per kilogramma.

Jotta astronautit saisivat hormonia kylliksi, heidän pitäisi syödä muuntogeenistä salaattia 380 grammaa eli kahdeksan kulhollista päivässä. Tutkijat toivovat pystyvänsä vielä kasvattamaan hormonin määrää salaattikiloa kohti ennen Marsin matkaa.

Astronautit viljelevät oman lääkkeensä avaruudessa

Tutkijat valitsivat luuta lujittavan hormonin viljelylajiksi sidesalaatin, koska se on jo aiemmin osoittautunut helpoksi kasvattaa avaruudessa, missä sitä on useita kertoja kasvatettu Kansainvälisellä avaruusasemalla ISS:llä.

Salaatin siemeniä on helppo kuljettaa mukana, ja peukalon mittaiseen injektiopulloon mahtuu jo parituhatta siementä. Lisäksi tuore salaatti täydentää mukavasti astronauttien pakastekuivattuun ja säilöttyyn ruokaan perustuvaa ruokavaliota.

Tutkijat eivät ole itse vielä maistaneet salaattia, mutta he odottavat, että se maistuu tavalliselta sidesalaatilta.

Sidesalaattiin on viety bakteerin avulla luun kasvua kiihdyttävän hormonin geeni, jolla ehkäistään astronauttien luukatoa,

© Kevin Yates / NASA

Seuraavaksi salaattia testataan eläin- ja ihmiskokeilla, jotta laadusta saadaan tasainen ja voidaan tutkia sen luunkasvua kiihdyttävää vaikutusta ihmisillä.

Tiimi uskoo, että salaattia voidaan käyttää avaruusmatkojen lisäksi luukadon torjumiseen myös Maassa seuduilla, joilla resurssit ovat muuten rajalliset.