Forestil dig en fremtid, hvor vi mennesker ikke bare rejser i rummet, men også er i stand til at redigere og ændre i vores DNA, mens vi er på farten.
På den måde ville astronauter kunne beskytte deres krop, der med tiden tager skade af uvant stråling og den lavere tyngdekraft, og så ville de kunne blive rummet meget længere tid ad gangen - ja, måske for altid.
Indtil videre er det bare noget, vi kan forestille os, men nu er vi kommet et lille skridt tættere på den virkelighed. I maj 2019 gennemførte to astronauter nemlig verdens første celle-forsøg med gensaksen CRISPR ude i rummet på Den Internationale Rumstation.
Nu er en videnskabelig artikel på baggrund af forsøgene publiceret i tidsskriftet PLOS One, og det åbner døren for et hav af muligheder for fremtidens rumrejser.
»Nyhedsværdien er høj,« konstaterer professor Thomas Corydon, der blandt andet forsker i CRISPR, og hvordan den lave tyngdekraft på rumrejser påvirker forskellige celler.
»At den topmoderne teknologi kan overføres til at blive brugt i rummet er imponerende, og det kan på sigt gøre rejser i rummet så bæredygtige, at astronauter kan være af sted i årtier,«tilføjer Thomas Corydon, der er tilknyttet Institut for Biomedicin på Aarhus Universitet.
Den amerikanske CRISPR-forsker Christopher Mason er ligeledes begejstret:
»Det er første gang, at CRISPR er brugt uden for Jorden, og det viser, at den potentielt kan blive brugt på fremtidige rummissioner - måske endda på missioner til Månen eller Mars,« fortæller Christopher Mason, der er professor i biofysik ved Weill Cornell Medicine i New York, til Videnskab.dk.
\ Kort om CRISPR
Kort fortalt er CRISPR en DNA-saks, der meget præcist og billigt kan klippe i generne i alle tænkelige organismer, lige fra bakterier til mus og mennesker.
Forskerne kan slå gener i stykker, de kan udbedre fejl, de kan lave ændringer, og de kan manipulere. Kun fantasien sætter grænsen.
Du kan læse mere om, hvordan CRISPR fungerer i artiklen her.
CRISPR kan blive et nøgleredskab i rummet
På den lange bane er perspektiverne i at bruge CRISPR i rummet indiskutabelt store. Det er der flere årsager til.
- CRISPR har potentialet til at ændre i specifikke celler, og på den måde kan astronauter i fremtiden nedsætte sundhedsrisikoen, der er forbundet med at rejse i rummet.
- CRISPR kan ligeledes bruges til at fremstille medicin og mad, og på den måde kan rumrejser gøres bæredygtige.
Men den slags perspektiver, kan vi kun fantasere om for nu. Først skal CRISPR-teknologien perfektioneres hernede på Jorden. Rutinemæssigt helbreder vi endnu ikke sygdom, fremstiller medicin eller mad med CRISPR endnu.
Derfor går der nok også mange årtier, før det det bliver til virkelighed i rummet.
»Men i princippet, når vi mestrer CRISPR på Jorden, så ville det på sigt kunne overføres til rumfarten. Det peger de nye eksperimenter på,« forklarer Thomas Corydon.
Det er den amerikanske CRISPR-professor Christopher Mason er enig i:
»CRISPR kan blive et nøgleredskab i vores forståelse, måling og beskyttelse af menneskets biologi i rummet. Muligheden for at bruge DNA-redigering på en rummission kan skabe nye terapeutiske og diagnostiske muligheder for astronauter,« pointerer han.
Rumrejser skader astronauters DNA
Biomedicinsk er rumrejser forbundet med stor sundhedsrisiko for astronauter. Vi ved eksempelvis, at astronauters DNA kan tage skade den ioniserende stråling, der opleves i rummet.
»Hele den menneskelige organisme bliver voldsomt presset af at være i rummet i for lang tid. Blodtrykket stiger, og der kan for eksempel ske skader på nethinden, fordi trykket er for højt,« forklarer Thomas Corydon.
Men vi mangler stadig en del viden om, hvordan kroppen mere detaljeret skades af strålingen og det ukendte miljø langt fra Jorden, og hvordan kroppen selv reparerer skaderne.
Gennem forsøgene på rumstationen har de to NASA-astronauter Christina Koch og Nick Hague netop brugt CRISPR til at bliver klogere på, hvordan DNA-reparationen i opfører sig i rummet.
Undersøgte DNA-reparation i rummet
Helt konkret har astronauterne brugt CRISPR til at tilføre nogle meget præcise skader i gærceller, og siden har de kunnet følge med i, hvordan DNA’et reparerer sig selv, mens det udsættes for den ioniserende stråling og lave tyngdekraft, der er på rumstationen.
Der er intet odiøst i at observere ændringerne i gærcellernes DNA, da de kan sammenlignes med menneskers, forklarer Thomas Corydon.
I de prøver, hvor DNA’et reparerede sig selv, blev cellerne røde, mens de celler, hvor der ikke skete reparationer, forblev hvide. På den måde har astronauterne kunne se, hvorvidt DNA-reparationen har fungeret.
Samtidig har forskerhold gennemført det samme eksperiment nede på Jorden, hvor tyngdekraften og strålingen er ‘normal’. På den måde har de kunne sammenligne, om der var stor forskel i cellernes DNA-reparation under de to forskellige forhold.
Resultaterne giver dog ikke indsigt i, hvorvidt cellerne faktisk er bedre eller dårligere til at reparere sig selv under de specielle forhold på rumstationen. Ifølge forsøget var DNA-reparationen i gærcellerne nemlig ens på rumstationen og på Jorden.
»Resultaterne er for svage til, at vi kan blive meget klogere på, hvordan celler reagerer på strålingsskader i rummet,« konstaterer Thomas Corydon.
Derfor er den historiske og succesfulde gennemførelse af CRISPR-forsøgene stadig den store nyhed for nu.
Tekniske udfordringer er enorme
At overføre en CRISPR-teknologien, vi kender fra Jorden til rummet, lyder måske ikke som noget overvældende nyt, med tanke på hvad vi ellers er i stand til. Men det er faktisk lidt af en præstation.
I forbindelse med det nye studie, er det lykkedes forskerholdet at sende nedfrosset DNA og gærceller og en masse skrøbeligt CRISPR-udstyr fra Jorden og på en 3-dages rejse med en rumraket til rumstationen, hvor de siden har instrueret 2 astronauter i at gennemføre de relativt avancerede forsøg.
»Logistisk og teknisk er det en enorm udfordring at overføre så avancerede teknologier til rumstationen,« pointerer Thomas Corydon, der selv har været involveret i opsendelse af celler til rumstationen i forbindelse med sin forskning.
»Der er mange lavpraktiske ting, der skal gå op i en højere enhed, for at det kan lykkedes. At sende udstyr og reagenser op og få de travle astronauter til at gennemføre forsøget i et miljø med reduceret tyngdekraft er en præstation i sig selv,« tilføjer professoren.
Åbner for nye CRISPR-forsøg
Nu har astronauterne på rumstationen til gengæld, den teknologi og viden de skal bruge til at gennemføre flere CRISPR-forsøg i fremtiden. Det håber og regner Thomas Corydon med, at de fortsat vil gøre.
»Hvis der er én ting, jeg skal kritisere studiet for, er det, at de kun lavede kontrolforsøget nede på Jorden,« siger han.
De 3 dages rejse i en rumraket til rumstationen kan nemlig have påvirket, de prøver som astronauterne undersøgte i rummet. Derfor så Thomas Corydon gerne, at forskerne havde sendt 2 sæt prøver til rumstationen.
Med det ene sæt prøver kunne forskerne have lavet et forsøg under forholdene på rumstationen (lav tyngdekraft) og centrifugeret det andet set prøver, så forholdene lignede dem vi kender på Jorden (normal tyngdekraft).
På den måde ville prøverne være mere sammenlignelige i forhold til undersøgelse af, hvilken effekt reduceret tyngdekraft har på DNA-reparation.
»Det håber jeg, at de gør i kommende forsøg,« fortæller Thomas Corydon, der ser frem til at følge med i, hvad astronauterne på Den Internationale Rumstation ellers vil udføre af CRISPR-forsøg i fremtiden.
