Bublinkové chrupavky, přátelské grepy, hadí protijedy a kaktusová tetování – „jednohubky“ z výzkumu 2025/4

Znovuobjevené tukové buňky slouží chrupavkám jako bublinková fólie

Kalifornští biologové v časopisu Nature popsali nový typ buněk, které poskytují strukturní oporu chrupavkám. Poprvé je zaznamenali v myších uších. Pod mikroskopem vypadaly jako duhové perličky a biologové si všimli, že jde o buňky s obrovskými vakuolami naplněnými tukem. Vědci zkoumali celkem 65 živočišných druhů a lipochrupavčité buňky objevili u řady savců (včetně člověka) a vačnatců, ale nikoliv u obojživelníků, plazů či ptáků. Důkladný výzkum lipochrupavčitých buněk ukázal, že netvoří signální proteiny typické pro tukové buňky, jejich tuková náplň není ovlivněna výživou (zůstávaly stejně velké jak u podvyživených, tak u obézních myší) a vzorce jejich genové aktivity připomínají spíše chondrocyty než adipocyty.

Také se ukázalo, že se buňky „lipochrupavky“ skrývají všem na očích už 160 let. Vůbec poprvé je totiž zaznamenal německý zoolog Franz von Leydig, který již v roce 1857 uvedl, že chrupavčitá tkáň v potkaních ušních boltcích obsahuje velké buňky naplněné deponovanými lipidy. Klasická chrupavčitá tkáň je vystavěná z drobnějších chondrocytů, které kolem sebe vytvářejí síť extracelulární matrix. Ta je zodpovědná za pevnou strukturu a pružnost chrupavek a připomíná montážní pěnu (tedy hustou síť malých dutinek s pevnou stěnou). Lipochrupavka by se spíše dala přirovnat k bublinkové fólii, která tlumí nárazy pomocí velkých kapes naplněných vzduchem. Zdá se, že funkcí lipochrupavčitých buněk je regulace tuhosti chrupavky.^{1, 2}

Grep přátelský metabolismu léčiv

Izraelským výzkumníkům se podařilo identifikovat geny zodpovědné za tvorbu furanokumarinů v citrusech. Jde o polyfenolové látky s řadou biologických účinků, jež jsou v největší koncentraci obsaženy v grepech a také v pomelu, zatímco jejich hladina v ostatních citrusech je nízká. Právě tyto organické molekuly jsou zodpovědné za varování obsažené v řadě příbalových letáků: „V průběhu léčby nekonzumujte grepovou šťávu.“ Odbourávání furanokumarinů v ní obsažených totiž ovlivňuje dostupnost jaterních cytochromů a dochází tak k nechtěnému zvýšení hladiny léčiva v organismu.

Izraelští vědci zkřížili grep s mandarinkou a analyzovali obsah furanokumarinů ve výsledných hybridech, u nichž provedli také genetické testování. Ukázalo se, že polovina kříženců měla vysoký obsah furanokumarinů, zatímco druhá polovina téměř žádný, z čehož jasně vyplynulo, že dědičnost tohoto znaku je monogenní. Biologové byli poté schopni identifikovat gen pro 2-oxoglutarát-dependentní dioxygenázu (2OGD), který u mandarinky obsahuje mutaci, jež brání jeho funkci. Stejná mutace se nacházela i v dalších druzích citrusů s nepřítomnými furanokumariny. S využitím technik genového inženýrství by časem mělo být možné připravit také grepové hybridy bez těchto látek. Uživatelé statinů či imunosupresiv by si tak opět mohli pochutnávat na grepovém džusu.^{3, 4}

Umělá inteligence navrhuje protijedy na hadí uštknutí

Program RFDiffusion, který s pomocí algoritmů umělé inteligence navrhuje nové proteiny, dokázal navrhnout několik malých proteinů, tzv. mini-binders, schopných neutralizovat neurotoxiny obsažené v jedu korálovcovitých. Do této čeledi patří obzvláště jedovatí tropičtí hadi, například mamba či kobra. Navržené proteiny rozpoznávají klíčové oblasti na tzv. tříprstých toxinech, což jsou krátké proteiny obsažené v hadím jedu, jež poškozují tkáně a inhibují acetylcholinové receptory. V současné době je jedinou možností léčby hadího uštknutí podání antiséra − souboru polyklonálních protilátek získaných z krevní plazmy imunizovaných zvířat. V klinickém vývoji jsou i přesněji cílené monoklonální protilátky. Tato antiséra však vyžadují skladování v chladu a podání školeným personálem.

Vědci zatím testovali mini-binders na laboratorních myších s velmi dobrým výsledkem. Myším však podávali jen ty neurotoxické složky hadího jedu, na něž testované proteiny cílily. Pro přenos do klinické praxe bude nutno vyvinout ještě blokátory fosfolipázových toxinů, které jed taktéž obsahuje. Použitelný protijed by měl být koktejlem inhibičních proteinů, jehož složení bude dáno obvyklým výskytem daných druhů jedovatých hadů v oblasti jeho použití. Mini-binders jsou velmi stabilní, což by mohlo umožnit jejich uchovávání při pokojové teplotě. Navíc by mohly být relativně levně vyráběny pomocí bakterií v průmyslových bioreaktorech. Zdá se nicméně, že hlavní překážkou v dalším vývoji bude přesto zejména nedostatek financí – ochotných sponzorů výzkumu léčiv opomíjených tropických nemocí je totiž pomálu.^{5, 6}

Umění vtisknuté pod kůži

Každý, kdo se setkal se starým potetovaným námořníkem, ví, že původně ostré linky obrázků na kůži se časem rozmazávají a blednou. Vědci ale zjistili, že bývalou krásu jim může navrátit zobrazování pomocí fluorescence stimulované laserem. A to i v případě opravdu starých tetování – předloktí na doprovodné fotografii patří mumii datované do doby před asi 1200 lety.

V oblasti centrálního pobřeží dnešního Peru žila v letech asi 900–1533 n. l. civilizace Chancay, která je známá výrobou látek s komplikovanými vyšívanými a malovanými vzory. Tito lidé však nezdobili jen textilie, ale i svá těla, což ilustrují nálezy stovek mumifikovaných pozůstatků. Mezinárodní skupina vědců analyzovala více než 100 těl pomocí laserového zobrazování. To zesiluje fluorescenci přirozeně emitovanou kůží, zatímco tetované oblasti zůstávají tmavé. Výsledný kontrast umožňuje vidět i ty nejjemnější detaily. Ukázalo se, že některé linky dosahovaly tloušťky pouhých 0,1–0,2 mm, čemuž se nevyrovná ani většina moderních tetovacích jehel. Dávní umělci k tetování zřejmě využívali ostny kaktusů nebo naostřené zvířecí kosti a inkoust připravovali ze sazí, rumělky a dalších přírodních barviv.^{7, 8}

(este)

Zdroje:
1. Ramos R., Pham K. T., Prince R. C. et al. Superstable lipid vacuoles endow cartilage with its shape and biomechanics. Science 2025 Jan 10; 387 (6730): eads9960, doi: 10.1126/science.ads9960.
2. Kozlov M. Revealed: the fatty cells that are the 'bubble wrap' of the body. Nature 2025 Jan 9, doi: 10.1038/d41586-025-00012-7 [Epub ahead of print].
3. Goldenberg L., Ghuge S. A., Doron-Faigenboim A. et al. A 2OGD multi-gene cluster encompasses functional and tissue specificity that direct furanocoumarin and pyranocoumarin biosynthesis in citrus. New Phytol 2025 Feb; 245 (4): 1547–1562, doi: 10.1111/nph.20322.
4. Greenwood V. On meds? You may be able to eat grapefruit again someday. New York Times, 2025 Jan 10. Dostupné na: www.nytimes.com/2025/01/10/science/grapefruit-drugs-medications.html
5. Vázquez Torres S., Benard Valle M., Mackessy S. P. et al. De novo designed proteins neutralize lethal snake venom toxins. Nature 2025 Jan 15, doi: 10.1038/s41586-024-08393-x [Epub ahead of print].
6. Callaway E. AI-designed proteins tackle century-old problem − making snake antivenoms. Nature 2025 Jan; 637 (8047): 776, doi: 10.1038/d41586-025-00133-z.
7. Kaye T. G., Bąk J., Marcelo H. W., Pittman M. Hidden artistic complexity of Peru's Chancay culture discovered in tattoos by laser-stimulated fluorescence. Proc Natl Acad Sci USA 2025 Jan 28; 122 (4): e2421517122, doi: 10.1073/pnas.2421517122.
8. Pérez Ortega R. Scientists reveal 1200-year-old mummies’ tattoos in stunning detail. Science News, 2025 Jan 13. Dostupné na: www.science.org/content/article/scientists-reveal-1200-year-old-mummies-tattoos-stunning-detail