Mars-Astronauten könnten Salat verwenden, um eine der großen Bedrohungen des Weltraums zu bekämpfen

Das Jahr 2030 könnte markieren, wann Menschen endlich ihre ersten Schritte auf dem Mars machen – nach der Zeitleiste der NASAdas ist. Elon Musks jüngste Schätzung fällt ein Jahr früher, im Jahr 2029. Aber unabhängig davon, wann es passiert, wissen wir eines mit Sicherheit.

Marsgebundene Astronauten werden eine lange Reise durch den Weltraum vor sich haben, die monatelang der Mikrogravitation ausgesetzt sein wird. Diese Bedingungen setzen die Pioniere dem Risiko eines umfangreichen Knochenverlusts aus. Aber vielleicht gibt es eine leckere, knusprige und gesunde Lösung.

Am Dienstag, um die Frühjahrstagung der American Chemical Society, stellten Wissenschaftler ihre Blaupause für einen neuen transgenen Salat vor. Es ähnelt der Salatzutat, die wir kennen und lieben, aber gentechnisch verändert, um Knochenschwund zu verhindern – und es kann direkt im Weltraum angebaut werden. Das Essen der Pflanze wäre wie das Sammeln eines Videospiel-Power-Ups, das vor den Bedrohungen der Mikrogravitation schützt.

„Es ist eine sehr einfache und kostengünstige Möglichkeit, ein Therapeutikum herzustellen“, sagte Karen McDonald, Chemikerin an der University of California, Davis und eine der Forscherinnen hinter der Pflanze, in a Medienbriefing am Dienstag.

Auf der Erde hält unser Körper ein Gleichgewicht zwischen dem Abbau von Mineralien in unseren Knochen und der Reparatur von Dingen aufrecht, um sicherzustellen, dass wir immer die Nährstoffe bekommen, die wir brauchen. In der Schwerelosigkeit verliert diese Gleichung jedoch ihre Harmonie. Knochenmineralabbau findet immer noch statt, aber nachfolgende Reparaturen können nicht mithalten, was zu einem Verlust der gesamten Knochendichte führt.

Um einem solchen Knochenschwund im Weltraum entgegenzuwirken, trainieren Astronauten oft auf ihrem Raumschiff. Die Internationale Raumstation hat zum Beispiel ein Fahrrad, ein Laufband und ein spezielles Gewichthebegerät. In der neuen Studie stellen die Forscher jedoch fest, dass es nicht genügend Beweise dafür gibt, dass Bewegung ausreicht, um die Verringerung der Knochendichte abzuwehren.

Aus diesem Grund tragen Weltraumforscher auch Spritzen mit Medikamenten bei sich, die ein sogenanntes menschliches Parathormon oder PTH in der Mischung enthalten. Grundsätzlich hilft PTH, die Knochenbildung zu stimulieren – aber diese Therapie hat ihre eigenen Nachteile. Es erfordert, dass Sie jeden Tag Injektionen nehmen, was nicht ideal ist. Mit der neuen Salatzubereitung des Teams hingegen „muss ein Astronaut jeden Tag etwa acht Tassen Salat essen, um die richtige Dosis zu erhalten“, sagte Kevin Yates, der auch Chemiker an der University of California, Davis, ist. sagte im Medienbriefing.

Salat für die Raumfahrt vorbereiten

„Wir haben uns für Salat entschieden, weil Salat eine Pflanze ist, die auf der Internationalen Raumstation angebaut wurde“, sagte McDonald. „Es ist auch eine Pflanze, die in Bezug auf die Produktion von Samen sehr produktiv ist. Unsere Idee ist also, dass, wenn wir eine transgene Pflanze erschaffen, ein Samen Tausende von Samen erzeugen kann.“

Und im Gegensatz zu Standardmedikamenten für Astronauten wird der transgene Salat des Teams synthetisch so verändert, dass er ein Gen enthält, das mit einer leichten Variation von PTH korreliert. Diese Variation ist eine Kombination aus PTH und einem Protein, bekannt als – bereiten Sie sich einen Schluck vor – die Fragment-kristallisierbare Domäne eines menschlichen Antikörpers. Auf viele verschiedene Arten hilft Fc dem PTH, im menschlichen Körper zu gedeihen.

Sobald das Team sein synthetisches Gen einsatzbereit hatte, verwendeten sie eine gängige Gencodierungsmethode, um es in das Genom von normalem Salat zu übertragen, erklärten sie, dann züchteten sie Salatpflanzen aus den Samen des ersten Salats, ernteten Samen von diesen Pflanzen und die Geschichte geht weiter. Um sicherzustellen, dass PTH-Fc erfolgreich in die Pflanzen gelangt, können sie außerdem Proteine ​​aus dem wachsenden Salat entnehmen und analysieren.

„Ich glaube nicht, dass wir ohne diese Art von Technologie mit einer Besatzung von Menschen Weltraumforschung betreiben können“, sagte Yates. „Es ist nicht nur der Salat an sich, es ist Teil einer umfassenderen Denkweise, bei der wir versuchen, jede uns zur Verfügung stehende Ressource zu nutzen, sei es auf Raumfahrzeugen, auf dem Mond oder auf dem Mars.“

Und abgesehen von der Weltraumforschung betonen die Forscher, dass ihre Erfindung jedem gegeben werden kann, der für Knochenschwund prädisponiert ist. „Wir brauchen Wege, um Therapeutika auf einfache Weise und auch kostengünstiger herzustellen, und ich denke, die Verwendung von Pflanzen zur Herstellung von Therapeutika wie PTH-Fc wäre hier auf der Erde sehr wertvoll“, sagte Yates.

Bevor wir jedoch zu diesem Punkt kommen, betont das Team, dass sie zunächst viele andere Tests durchführen müssen, wie z. B. Tierversuche, klinische Studien, Arzneimitteloptimierung und sogar zu sehen, wie sich die Pflanze in einer weltraumähnlichen Umgebung verhält. Tatsächlich wurde es aufgrund dieser klinisch-wissenschaftlichen Hürden noch nicht von Menschen geschmeckt.

Dennoch sagt Yates: „Ich hoffe, dass es genauso lecker ist wie normaler Salat und dass es eine gute Pause von pulverisierter und dehydrierter Nahrung ist, die Langzeit-Weltraumreisende sonst die meiste Zeit essen würden.“