Pszczoły miodne mogą skrywać sekret młodości komórek macierzystych
Mleczko pszczele to galaretowata substancja, którą pszczoły miodne wytwarzają, aby nakarmić swoje młode. To intrygujące pożywienie ma również tajemniczą moc pomagania niektórym larwom pszczół miodnych wyrosnąć na nowe królowe pszczół. Niektórzy uważają, że mleczko pszczele może odblokować fontannę młodości. Czy jest w tym jakaś prawda?
W złożonej hierarchii ula królowa pszczół jest świętą matką, która utrzymuje przy życiu i organizuje kolonię.
Królowa pszczół składa jaja, z których wyklują się larwy. Te larwy stają się później albo nowymi robotnicami, którymi są samice pszczół, które wykonują całą pracę wokół ula, albo trutniami, samcami pszczół, których zadaniem jest kojarzenie się z królową.
Kiedy umiera królowa pszczół, kolonia musi upewnić się, że jej miejsce zajmie nowa.
Aby wyprodukować nową królową pszczół, robotnice wybierają najbardziej odpowiednie larwy i karmią je mleczkiem pszczelim. Pozwoli to jednej z nich rozwinąć się w zdrową, silną i niezwykle płodną dorosłą samicę, która następnie zostanie nową królową pszczół.
Mleczko pszczele zawiera wodę, białka i cukry, ale nie jest jasne, w jaki sposób dokładnie stymuluje niektóre larwy do wzrostu w królowe, a nie pszczoły robotnice.
Mimo to, ze względu na jej pozornie „magiczne” właściwości, wiele osób chwali tę substancję jako cudowny składnik, który może poprawić zdrowie i pomóc w utrzymaniu młodości.
W nowym badaniu przeprowadzonym przez Stanford University School of Medicine w Kalifornii zespół naukowców postanowił zbadać, w jaki sposób i dlaczego mleczko pszczele może być korzystne. Przyjrzeli się jego wpływowi na jeden z najbardziej obiecujących celów badań klinicznych, a mianowicie ssacze komórki macierzyste. Te niezróżnicowane komórki są w stanie przekształcić się w dowolne wyspecjalizowane komórki, spełniające dowolną funkcję.
„W folklorze mleczko pszczele jest czymś w rodzaju superleku, szczególnie w Azji i Europie, ale sekwencja DNA królewskiej aktyny, aktywnego składnika galaretki, jest unikalna dla pszczół miodnych. Teraz zidentyfikowaliśmy strukturalnie podobne białko ssaków, które może utrzymać pluripotencję komórek macierzystych ”- wyjaśnia starszy autor, dr Kevin Wang.
Naukowcy opowiadają historię swoich obecnych odkryć w czasopiśmie Nature Communications.
„Magiczny” składnik mleczka pszczelego
„Zawsze interesowało mnie kontrolowanie wielkości komórek, a pszczoła miodna to fantastyczny model do badania tego” - mówi dr Wang. „Wszystkie larwy zaczynają się tak samo w dniu zerowym, ale kończą się dramatycznymi i trwałymi różnicami w wielkości. Jak to się stało?"
W tym badaniu dr Wang i jego zespół udoskonalili białko zwane Royalactin, które jest obecne w mleczku pszczelim. Uważali, że to białko może być w dużej mierze odpowiedzialne za stymulowanie imponującego wzrostu komórek larw, które pszczoły robotnice wybierają na matkę.
Aby zbadać jej działanie, naukowcy zdecydowali się na zastosowanie Royalactin do embrionalnych komórek macierzystych lub niezróżnicowanych komórek, które pobrali od myszy.
„Aby mleczko pszczele miało wpływ na rozwój królowej, musi działać na wczesne komórki progenitorowe larw pszczół” - zauważa dr Wang. „Postanowiliśmy więc sprawdzić, jaki to będzie wpływ, jeśli w ogóle, na embrionalne komórki macierzyste” - dodaje.
Embrionalne komórki macierzyste są idealnymi kandydatami do badań klinicznych, ponieważ mają potencjał przekształcenia się w dowolną wyspecjalizowaną komórkę, odgrywającą dowolną rolę. Ten potencjał nazywa się „pluripotencją”.
Zastąpienie starzejących się, uszkodzonych wyspecjalizowanych komórek świeżymi, które wyrosły z komórek macierzystych, teoretycznie może pomóc w zwalczaniu wielu chorób. W rezultacie ważne jest, aby naukowcy mieli dostęp do zdrowych, „młodzieńczych” komórek macierzystych, które mogą przechowywać w laboratoriach w niezróżnicowanych formach, dopóki nie będą musieli ich używać.
Białko o nazwie „Regina”
Jednak dr Wang wyjaśnia, komórki macierzyste szybko różnicują się w warunkach laboratoryjnych i stają się bezużyteczne. Aby zachować ich pluripotencję, naukowcy musieli opracować złożone inhibitory.
Kiedy dodali Royalactin do embrionalnych komórek macierzystych, badacze odkryli, że utrzymuje ona swoją pluripotencję przez dłuższy czas - w szczególności przez 20 pokoleń - bez konieczności podawania zwykłych inhibitorów.
„To było nieoczekiwane. Zwykle te embrionalne komórki macierzyste są hodowane w obecności inhibitora zwanego czynnikiem hamującym białaczkę, który powstrzymuje je przed nieprawidłowym różnicowaniem się w hodowli, ale odkryliśmy, że królewska aktyna blokuje różnicowanie nawet przy braku [czynnika hamującego białaczkę] ”- zauważa dr Wang .
Mimo to badacze nie zrozumieli tej odpowiedzi. Uważali, że ssacze komórki macierzyste nie powinny były tak dobrze reagować na Royalactin, ponieważ ssaki nie wytwarzają tego białka.
Następnie zastanawiali się, czy mogliby znaleźć białko wytwarzane przez ssaków, które mogłoby pasować raczej do kształtu Royalactin niż do jej sekwencji i które mogłoby również służyć do podtrzymywania „macierzystości” komórki.
I rzeczywiście, zidentyfikowali ssacze białko o nazwie NHLRC3, które, jak sądzili, może mieć strukturę zbliżoną do królewskiej i może służyć podobnemu celowi. NHLRC3, wyjaśnia dr Wang, występuje we wszystkich wczesnych embrionach zwierząt, w tym u ludzi.
Kiedy naukowcy zastosowali to białko do mysich embrionalnych komórek macierzystych, odkryli, że podobnie jak rojalaktyna pomaga utrzymać ich pluripotencję. Z tego powodu zespół postanowił zmienić nazwę tego białka na „Regina”, co po łacinie oznacza „królową”.
"To jest fascynujące. Nasze eksperymenty sugerują, że Regina jest ważną cząsteczką regulującą pluripotencję i produkcję komórek progenitorowych, z których powstają tkanki embrionu. Połączyliśmy coś mitycznego z czymś prawdziwym ”.
Dr Kevin Wang
W przyszłości naukowcy planują dowiedzieć się, czy Regina może przyspieszyć gojenie się ran i regenerację komórek. Chcą również przyjrzeć się więcej sposobom utrzymania „młodości” komórek macierzystych w laboratorium.
