Jídlo k zamyšlení: Recept na regeneraci nervů

Nejstarší recept na vaření chřestu je připisován Marcusovi Gaviovi Apiciusovi, starořímskému gurmánovi, o kterém se mnozí kulinářští historikové domnívají, že napsal první kuchařku.¹ Zásadní pravidlo pro přípravu dokonalého chřestu přežilo věky: nepřevařit ho. Rozdíl mezi mokrými stonky a křupavými kopími je celulóza, komplexní sacharid, který dodává rostlinám jejich strukturální integritu a rozkládá se při extrémních podmínkách vaření. V jiné kuchyni svého druhu – ve výzkumné laboratoři na Ottawské univerzitě – Andrew Pelling, profesor fyziky a biologie, a jeho multidisciplinární tým připravují recept na chřest na regeneraci nervů.

Terapie neurálními kmenovými buňkami je slibnou strategií pro opravu poraněných nervů po traumatu nebo nemoci. Úspěch buněčné terapie závisí na podmínkách buněčné kultury, včetně biokompatibilních 3D skafoldů, které umožňují přežití buněk, diferenciaci a vedení axonů.² „Před lety jsem doma vařil chřest. Podíval jsem se na konce a všiml jsem si všech těchto kanálů. Na bioinženýrských lešeních s kanály už byla spousta práce a mě napadlo, jestli by to mohl být životaschopný přístup,“ řekl Pelling.

Zobrazit více „Jablka pokládají základy pro regeneraci kostí“

Tyto svázané mikrokanály pomáhají transportovat vodu a živiny po délce oštěpů chřestu.³ Jejich lineární uspořádání z nich dělá zajímavý biomateriál s novým účelem pro regeneraci nervů, jehož normální architektura se skládá z lineárních svazků axonů. Protože buňky mají tendenci sledovat podél lineárních struktur v procesu zvaném kontaktní vedení,⁴ kanály povzbuzují buňky, aby se zarovnaly a migrovaly v rámci jejich vnitřního a vnějšího povrchu. Pelling si myslel, že přirozeně se vyskytující celulózové kanály v chřestu by mohly být aplikovány na strategie tkáňového inženýrství, aby pomohly přemostit poškozené konce přerušených mích nebo periferních nervů.

„Je to zajímavý přístup využívající rostlinné materiály. Byly by velmi cenově dostupné a snadno se získávaly,“ řekl Dosh Whye, asistent ředitele buněčného vývoje a diferenciace na Human Neuron Core na Harvard Medical School, který se této studie nepodílel. „Bioinženýrská zařízení, která mohou odrážet [native] tkáňové lešení a integrace s jinými typy buněk by byla skvělá věc.“

Jdeme do obchodu s potravinami, koupíme si chřest a použijeme bioptický punč [create] válečky tkáně chřestu.
– Andrew Pelling, University of Ottawa

V nedávné předtiskové studii Pellingův tým popsal, jak využil tyto přirozeně se vyskytující chřestové kanály k vytvoření 3D lešení pro pěstování nervových kmenových buněk in vitro.⁵ “Zajdeme do obchodu s potravinami, koupíme si chřest a použijeme k tomu bioptický punč.” [create] válečky chřestové tkáně,“ popsal Pelling. Jeho tým použil detergenty k chemickému odstranění rostlinných buněk chřestu, proteinů a DNA, přičemž ponechal podpůrnou strukturu celulózového mikrokanálku. Naložili do těchto struktur neurální kmenové buňky a sledovali jejich chování v průběhu času. Pellingův tým zjistil, že chřestové celulózové lešení umožnilo připojení, proliferaci a diferenciaci kultivovaných nervových kmenových buněk, což z něj činí slibnou biokompatibilní možnost pro budoucí terapie nervovými kmenovými buňkami.

Zobrazit další „Učinit vědecké kroky v produkční uličce“

Pelling kreslí určité paralely mezi kulinářskými a laboratorními dovednostmi. „Mnoho vaření se stává instinktivní. Díky zkušenostem získáte pocit, co bude fungovat a co ne. Čím více času strávíte v laboratoři, tím více se zdokonalí vaše intuice a to dělá na konci dne lepšího vědce – klíčem je zkušenost s chybováním a získáváním moudrosti.“

Reference:

1. Projekt Gutenbergovo vaření a stolování v císařském Římě od Apicia. Přístupno 26. září 2023. https://www.gutenberg.org/files/29728/29728-h/29728-h.htm#transcrip_01
2. Tejeda G a kol. Biomateriálové strategie k posílení opravy centrálního nervového systému zprostředkované nervovými kmenovými buňkami. Buňky Tkáně Orgány. 2022;211(6):655-669.
3. Ahoj, JA, Clark CJ. Magnetická rezonance pohybu vody přes chřest. Funct Plant Biol. 2003;30(11):1089-1095.
4. Provenzano PP a kol. Vytváření trojrozměrných kolagenových matric pro poskytování kontaktního vedení během 3D migrace buněk. Curr Protoc Cell Biol. 2010;Kapitola 10:Jednotka-17.10.
5. Couvrette L, a kol. Rostlinná celulóza jako substrát pro 3D kultivaci nervových kmenových buněk. bioRxiv. 2023; 2023-06.