Tajemství taurinu, unikátní dýchání, implantát pro zpívání a prasátka s lidským srdcem – „jednohubky“ z výzkumu 2025/23

Pomáhá taurin proti stárnutí?

Aminokyselině taurinu je připisována řada pozitivních účinků na lidské zdraví – měl by například zlepšovat soustředění a působit proti únavě. Taurin se přidává do energy drinků a prodává se jako doplněk stravy působící proti stárnutí. Podle průřezové studie publikované v časopisu Science v roce 2023 se zdálo, že hladina přirozeně se vyskytujícího taurinu v krvi u myší, makaků a lidí se stárnutím organismu klesá a že naopak suplementace taurinu u deficientních myší zlepšovala jejich zdraví a prodlužovala dobu života.¹

Citovaná studie¹ provedená tzv. průřezovou (cross-sectional) metodou sbírala data o různě starých organismech v jednom časovém bodu. Gerontolog Rafael de Cabo z Národního ústavu pro stárnutí v Baltimoru však ve svých datech klesající hladinu taurinu v průběhu času neviděl. Jeho tým analyzoval krevní vzorky z dlouhodobých sledování stovek lidí (jednu z kohort tvořilo 740 účastníků Baltimorské studie stárnutí ve věku 26–100 let), makaků rodu rhesus (sledovaných do věku až 32 let) i myší (sledovaných až 27 měsíců, tedy téměř po celý život).

Vědci hodnotili korelaci mezi hladinou taurinu a řadou parametrů, jako je například síla svalů nebo tělesná hmotnost. Ačkoli v některých kohortách byly nalezeny různé korelace, výsledky nebyly konzistentní napříč věkovými skupinami, pohlavími či živočišnými druhy. V jedné z lidských kohort vysoká hladina taurinu korelovala s vyšší sílou v kolenním kloubu, v jiné kohortě byla naopak spojená se svalovou slabostí. Zdá se tedy, že hladina taurinu není dobrým biomarkerem stárnutí. Identifikace jednoduše dostupného spolehlivého biomarkeru tak zůstává dosud nedosaženým cílem gerontologie.^{2, 3}

Dýchání jako otisk prstu

Izraelští vědci po dobu 24 hodin sledovali dýchání 97 zdravých dobrovolníků a zjistili, že jsou poté schopni s poměrně vysokou přesností identifikovat jednotlivé osoby pouze na základě vzorce jejich dechové aktivity. Výzkumníci pro svou studii vyvinuli nositelné zařízení, které je uchyceno vzadu za krkem a pomocí tenké trubičky snímá proud vzduchu procházející nosními dírkami. Analyzovali až 100 různých parametrů, včetně délky nádechu a výdechu a asymetrie mezi nosními dírkami, a to během denních aktivit i během spánku. Naměřená data využili pro vytrénování algoritmu strojového učení.

U celkem 42 z původních účastníků bylo měření opakováno s odstupem několika týdnů až 2 let od prvního měření. Vytrénovaný algoritmus byl schopen jednotlivé účastníky identifikovat na základě jejich dechového vzorce s přesností 96,8 %. Také se ukázalo, že vzorec koreloval s některými parametry fyzického i mentálního zdraví, jakými jsou například BMI nebo známky deprese a úzkosti. Neurobiologové se nyní snaží identifikovat dechový vzorec, který souvisí s nízkou hladinou stresu a úzkosti, a prozkoumat, zda by úmyslná změna vzorce mohla pomoci s úlevou od těchto stavů.^{4, 5}

Konec robotických hlasů? Mozkový implantát poprvé umožnil změnu tónu hlasu i zpěv

Neurovědcům z Kalifornské univerzity se pomocí rozhraní mozek−počítač (BCI − brain−computer interface) podařilo vrátit řeč 45letému muži, který ztratil schopnost jasně artikulovat poté, co se u něj rozvinula amyotrofická laterální skleróza (ALS). 5 let po začátku symptomů mu do oblasti mozku kontrolující motoriku bylo implantováno 256 silikonových elektrod, jež každých 10 ms snímají jeho mozkovou aktivitu. Neurovědci vytrénovali algoritmus strojového učení, aby dokázal v reálném čase rozpoznávat zvuky, které se muž snaží vydat. Na souboru rozhovorů nahraných před začátkem choroby pak vytrénovali další algoritmy pro nápodobu hlasu.

Při pokusech s BCI muže požádali, aby zkoušel vydávat různé zvuky včetně nesmyslných slov. BCI bylo schopno tyto zvuky úspěšně reprodukovat v čase přibližně 10 ms od zaznamenání nervové aktivity, což představuje značný pokrok oproti předchozím rozhraním, jež vydávala zvuk třeba až za 3 sekundy, nebo dokonce až poté, co uživatel „domyslel“ celou větu, která se navíc musela skládat ze slov, na něž byl algoritmus trénován. Nové rozhraní bylo schopno měnit intonaci například podle toho, zda se jednalo o otázku nebo pokud měla být některá slova řečena s větším důrazem. Pacient byl s pomocí rozhraní schopen dokonce i broukat řadu tónů ve 3 tóninách.^{6, 7}

Prasátka s lidským srdcem – první hybridní embrya

Čínským vývojovým biologům se podařilo připravit chimerická prasečí embrya, jejichž srdce obsahovala lidské buňky. Embrya přežila 21 dnů a během této doby u nich nastala srdeční činnost. Vědci se snaží vyvinout systém, pomocí kterého by bylo možné pěstovat lidské orgány ve zvířecích dárcích. Vepři jsou pro tento účel vhodným druhem, neboť mají s lidmi srovnatelnou velikost i anatomii vnitřních orgánů. Jednou z možností přípravy mezidruhových hybridů je „vymazání“ určitých genů, které jsou třeba pro vznik daného orgánu, a následná aplikace lidských kmenových buněk do vyvíjejícího se embrya s nadějí, že cílový orgán se vytvoří z lidských buněk namísto prasečích. Zatím se tímto způsobem podařilo vypěstovat lidské svaly či krevní cévy.

V dosud nepublikované studii, jež byla prezentována na začátku června na výročním setkání Mezinárodní společnosti pro výzkum kmenových buněk v Hongkongu, vědci reprogramovali lidské kmenové buňky, aby zlepšili jejich přežití v prasečím organismu. Zavedli do nich geny, které brání buněčné smrti a podporují růst buněk. Takto modifikované kmenové buňky poté zavedli do prasečích embryí ve stadiu moruly, u nichž byla vyřazena dvojice genů klíčových pro vývoj srdce, a zárodky implantovali náhradním matkám.

Embrya byla schopná přežít po dobu 21 dnů a poté uhynula. Jejich bijící srdce byla v té době ve stadiu odpovídajícím lidskému vývoji a následná analýza prokázala, že obsahovala lidské buňky. Výzkumný tým nesdělil, jak velká část srdcí byla „lidská“. Je však známo, že při svých předchozích pokusech tímto způsobem připravili chimerické ledviny, které sestávaly z lidských buněk asi ze 40–60 %, zbylá část byla prasečí.⁸

(este)

Zdroje:
1. Singh P., Gollapalli K., Mangiola S. et al. Taurine deficiency as a driver of aging. Science 2023 Jun 9; 380 (6649): eabn9257, doi: 10.1126/science.abn9257.
2. Fernandez M. E., Bernier M., Price N. L. et al. Is taurine an aging biomarker? Science 2025 Jun 5; 388 (6751): eadl2116, doi: 10.1126/science.adl2116.
3. Basilio H. Anti-ageing effects of popular supplement taurine challenged. Nature 2025 Jun, doi: 10.1038/d41586-025-01747-z [Epub ahead of print].
4. Soroka T., Ravia A., Snitz K. et al. Humans have nasal respiratory fingerprints. Curr Biol 2025 May 30: S0960-9822(25)00583-4, doi: 10.1016/j.cub.2025.05.008 [Epub ahead of print].
5. Basilio H. How you breathe is like a fingerprint that can identify you. Nature 2025 Jun 12, doi: 10.1038/d41586-025-01835-0 [Epub ahead of print].
6. Wairagkar M., Card N. S., Singer-Clark T. An instantaneous voice-synthesis neuroprosthesis. Nature 2025 Jun 12. doi: 10.1038/s41586-025-09127-3 [Epub ahead of print].
7. Naddaf M. World first: brain implant lets man speak with expression - and sing. Nature 2025 Jun 11, doi: 10.1038/d41586-025-01818-1 [Epub ahead of print].
8. Mallapaty S. Tiny human hearts grown in pig embryos for the first time. Nature 2025 Jun 13, doi: 10.1038/d41586-025-01854-x [Epub ahead of print].