Systematycznie optymalizowaliśmy stężenia 20 składników wcześniej opublikowanej pożywki bez surowicy (Brewer i Cotman, Brain Res 494: 65-74, 1989) pod kątem przeżycia szczurzych embrionalnych neuronów hipokampa po 4 dniach hodowli. Ten pozbawiony surowicy suplement pożywki, B27, powodował przeżywalność neuronów powyżej 60%, niezależnie od gęstości wysiewu powyżej 160 wysianych komórek/mm2.

W przypadku izolowanych komórek (<100 komórek/mm2) przeżycie po 4 dniach nadal wynosiło powyżej 45%, ale można było je uratować do poziomu 60% przy 40 komórkach/mm2 po prostu nakładając szkiełko nakrywkowe na wierzch komórek. Sugeruje to potrzebę dodatkowych czynników troficznych. Wysokie przeżycie osiągnięto przy osmolarności niższej niż w pożywce Dulbecco Modified Eagle’s Medium ( DMEM ), a także poprzez zmniejszenie stężenia cysteiny i  glutaminy  oraz eliminację toksycznego siarczanu żelaza znajdującego się w DME/ F12 .

Neurobasal to nowa pożywka, która zawiera te modyfikacje w  DMEM . W B27/Neurobasal wzrost gleju jest zmniejszony do mniej niż 0,5% prawie czystej populacji neuronów, jak oceniono na podstawie immunocytochemii kwaśnego białka glejowego fibrylarnego i enolazy swoistej dla neuronów.

Doskonałą długoterminową żywotność uzyskuje się po 4 tygodniach hodowli z ponad 90% żywotnością dla komórek wysianych przy 640/mm2 i większą niż 50% dla komórek wysianych przy 160/mm2. Ponieważ podłoże wspiera również wzrost neuronów z prążkowia, istoty czarnej, przegrody i kory oraz zakrętu zębatego noworodków i móżdżku (Brewer, w przygotowaniu), prawdopodobne jest wsparcie dla innych typów neuronów. B27/Neurobasal powinny być przydatne w badaniach in vitro toksykologii neuronalnej, farmakologii, elektrofizjologii, ekspresji genów, rozwoju i wpływu czynników wzrostu i hormonów.

Alfa-ketoglutaran hamuje  degradację glutaminy  i wzmaga syntezę białek w komórkach nabłonka jelit świni.

• α-Ketoglutaran (AKG) jest kluczowym związkiem pośrednim w   metabolizmie glutaminy . Pojawiające się dowody wskazują na korzystny wpływ AKG na żywienie kliniczne i eksperymentalne, szczególnie w odniesieniu do wzrostu i integralności jelit.
• Jednak podstawowe mechanizmy są nieznane. Do przetestowania hipotezy, zgodnie z którą AKG hamuje   degradację glutaminy i wzmaga syntezę białek, wykorzystano świńskie komórki nabłonka jelit (IPEC-1). Komórki IPEC-1 hodowano przez 3 dni w pożywce Eagle’s- F12  Ham zmodyfikowanej przez Dulbecco ( DMEM – F12 ) zawierającej 0, 0,2, 0,5 lub 2 mM AKG. Pod koniec 3-dniowej hodowli komórki użyto do oznaczenia L-[U-14C] glutaminy wykorzystanie, stężenie białka, synteza białek oraz całkowity i ufosforylowany poziom docelowego ssaczego celu rapamycyny (mTOR), rybosomalnej kinazy białkowej S6-1 (S6K1) i eukariotycznego czynnika inicjacji (eIF) białka wiążącego 4E-1 (4E- BP1). W porównaniu z 0 mM AKG (kontrola), 0,2 i 0,5 mM AKG w zależności od dawki zmniejszyły (P<0,05)  degradację glutaminy  i produkcję glutaminianu, alaniny i asparaginianu w komórkach IPEC-1.
• Dodanie 0,5 i 2 mM AKG do pożywki hodowlanej zwiększyło syntezę białka (P<0,05) o 78 i 101% bez wpływu na degradację białka w porównaniu z grupą kontrolną. Rapamycyna (50 nM; silny inhibitor mTOR) osłabiała stymulujący wpływ AKG na syntezę białek. Zgodnie z tymi danymi metabolicznymi, dodanie 0,5 lub 2 mM AKG do pożywki hodowlanej zwiększyło (P<0,05) poziomy fosforylowanych białek mTOR, S6k1 i 4E-BP1.
• Podsumowując, wyniki te wskazują, że AKG może oszczędzać  glutaminę  i aktywować szlak sygnałowy mTOR w celu stymulowania syntezy białek w komórkach nabłonka jelit.

Zmiana metabolizmu komórek ssaków poprzez dynamiczne żywienie składnikami odżywczymi.

1. Metabolizm komórek hybrydom był kontrolowany w celu zmniejszenia tworzenia się metabolizmu w hodowlach okresowych z zasilaniem poprzez dynamiczne podawanie koncentratu składników odżywczych bez soli. W tym celu wykorzystano pomiar on-line wskaźnika poboru tlenu (OUR) do oszacowania zapotrzebowania metabolicznego komórek hybrydoma oraz do określenia szybkości zasilania stężonym roztworem  pożywki DMEM / F12 bez soli  uzupełnionej innymi składnikami pożywki.
2. Proporcje między glukozą,  glutaminą  i innymi składnikami pożywki w koncentracie odżywczej pożywki zostały dostosowane stechiometrycznie, aby zapewnić zrównoważone warunki odżywcze dla wzrostu komórek. Poprzez kontrolę on-line szybkości podawania koncentratu składników odżywczych, zarówno stężenia glukozy, jak i  glutaminy  były utrzymywane na niskim poziomie odpowiednio 0,5 i 0,2 mM podczas fazy wzrostu.
3. Stężenia pozostałych aminokwasów egzogennych również utrzymywały się bez dużych wahań. Metabolizm komórek został zmieniony w stosunku do obserwowanego w hodowlach okresowych, co skutkowało znacznym zmniejszeniem produkcji mleczanu, amoniaku i alaniny.
4. W porównaniu z wcześniej opisaną hodowlą okresową z zasilaniem, w której tylko glukoza była utrzymywana na niskim poziomie i zaobserwowano tylko zmniejszone wytwarzanie mleczanu, ta hodowla zmniejszyła również wytwarzanie innych metabolitów, takich jak amon i alanina. W rezultacie osiągnięto wysokie stężenie żywych komórek powyżej 1,0 × 10(7) komórek/ml i utrzymywało się ono przez dłuższy czas.
5. Wyniki wskazują na skuteczną strategię żywienia składników odżywczych w celu kontrolowania metabolizmu komórek w celu osiągnięcia i utrzymania wysokiego stężenia żywych komórek w hodowlach komórek ssaków z zasilaniem, w celu zwiększenia produktywności.

Hodowle okresowe z niską zawartością glutaminy  w zawiesinie komórek 293-HEK wolnych od surowicy do produkcji adenowirusów.

Ostatnie postępy w terapii genowej przy użyciu wektorów adenowirusowych (Ad) podsyciły ponowne zainteresowanie linią 293 ludzkich embrionalnych komórek nerkowych, tradycyjnie stosowaną do produkcji tych wektorów. Przeprowadzono hodowle  okresowe komórek bez surowicy z zasilaniem z niską zawartością glutaminy w 5-litrowym bioreaktorze. Naszym celem było zaostrzenie kontroli  metabolizmu glutaminy  , a tym samym zmniejszenie akumulacji amoniaku i mleczanu.

Bezpośredni pomiar  glutaminy w trybie on-line  był realizowany poprzez system ciągłego wykluczania komórek, który umożliwia aseptyczne, wolne od komórek pobieranie próbek bulionu hodowlanego. Zastosowano algorytm kontroli ze sprzężeniem zwrotnym, aby utrzymać  stężenie glutaminy  na poziomie tak niskim, jak 0,1 mM, przy użyciu stężonej pożywki zasilającej wolnej od glukozy.

Zostało to przetestowane w dwóch mediach: formulacji handlowej (SFM II) i formulacji zdefiniowanej chemicznie  DMEM / F12  . Hodowle okresowe z zasilaniem i okresowe rozpoczęto przy tym samym stężeniu glukozy i nie było to kontrolowane w żadnym momencie hodowli okresowych z zasilaniem. We wszystkich przypadkach osiągnięto hodowle okresowe z zasilaniem o podwójnej gęstości komórek i wydłużonym czasie żywotności hodowli w porównaniu z hodowlami okresowymi.