Včely medonosné môžu byť tajomstvom mladosti kmeňových buniek
Materská kašička je želatínová látka, ktorú včely produkujú, aby nakŕmili svoje mláďatá. Toto zaujímavé jedlo tiež drží tajomnú moc pomáhať niektorým larvám včiel medonosných vyrásť v nové včelie kráľovné. Niektorí ľudia veria, že materská kašička dokáže odomknúť prameň mladosti. Je na tom niečo pravdy?
V zložitej hierarchii včelieho úľa je včelia kráľovná posvätným matriarchom, ktorý udržuje kolóniu pri živote a organizácii.
Včelia kráľovná znáša vajíčka, z ktorých sa budú liahnuť larvy. Tieto larvy sa neskôr stanú buď novými robotníkmi, ktorými sú včely samice, ktoré vykonávajú všetku prácu okolo úľa, alebo dronmi, včelami samca, ktorých úlohou je páriť sa s kráľovnou.
Keď včelia kráľovná zomrie, musí kolónia zabezpečiť, aby na jej miesto nastúpila nová.
Na výrobu novej včelej kráľovnej si včely robotnice vyberú najvhodnejšie larvy a dajú ich do kŕmenia materskej kašičke. To umožní jednej z nich vyvinúť zdravú, silnú a mimoriadne plodnú dospelú samicu, ktorá sa potom stane novou včelou kráľovnou.
Materská kašička obsahuje vodu, bielkoviny a cukry, ale ako presne stimuluje niektoré larvy k tomu, aby z nich skôr vyrástli kráľovné, ako včely robotnice, zostalo nejasné.
Napriek tomu vďaka svojim zdanlivo „magickým“ vlastnostiam mnoho ľudí oslavuje túto látku ako zázračnú prísadu, ktorá môže posilniť zdravie a udržať mladosť.
V novej štúdii na Lekárskej fakulte Stanfordskej univerzity v Kalifornii sa tím vedcov rozhodol preskúmať, ako a prečo môže byť materská kašička prospešná. Pozreli sa na jeho vplyv na jeden z najsľubnejších cieľov klinického výskumu, a to kmeňové bunky cicavcov. Tieto nediferencované bunky sú schopné premeniť sa na akékoľvek špecializované bunky slúžiace akejkoľvek funkcii.
„Vo folklóre je materská kašička niečo ako superliečivo, najmä v Ázii a Európe, ale sekvencia DNA royalaktínu, aktívnej zložky v želé, je pre včely jedinečná. Teraz sme identifikovali štrukturálne podobný proteín cicavcov, ktorý dokáže udržať pluripotenciu kmeňových buniek, “vysvetľuje hlavný autor Dr. Kevin Wang.
Vedci v časopise rozprávajú príbeh svojich aktuálnych nálezov Komunikácia o prírode.
„Magická“ zložka materskej kašičky
"Vždy ma zaujímala kontrola veľkosti buniek a včela medonosná je fantastickým modelom, ako to študovať," hovorí Dr. Wang. "Všetky tieto larvy začínajú rovnako v nultý deň rovnako, ale nakoniec vedú k dramatickým a trvalým rozdielom vo veľkosti." Ako sa to stalo? “
V tejto štúdii Dr. Wang a jeho tím vylepšili proteín nazývaný royalaktín, ktorý je prítomný v materskej kašičke. Verili, že tento proteín môže byť vo veľkej miere zodpovedný za stimuláciu pôsobivého rastu buniek v larvách, ktoré si včely robotnice vyberú, aby sa z nich stali kráľovné.
Za účelom skúmania jeho účinkov sa vedci rozhodli aplikovať royalaktín na embryonálne kmeňové bunky alebo nediferencované bunky, ktoré zhromaždili od myší.
"Aby mala materská kašička vplyv na vývoj kráľovnej, musí pracovať na prvotných bunkách predkov v larvách včiel," poznamenáva Dr. Wang. "Takže sme sa rozhodli zistiť, aký vplyv to malo, pokiaľ vôbec, na embryonálne kmeňové bunky," dodáva.
Embryonálne kmeňové bunky sú dokonalým kandidátom v klinickom výskume, pretože majú potenciál premeniť sa na akúkoľvek špecializovanú bunku, ktorá zohráva akúkoľvek úlohu. Tento potenciál sa nazýva „pluripotencia“.
Nahradenie starnúcich, poškodených špecializovaných buniek čerstvými bunkami, ktoré vyrastali z kmeňových buniek, má teoreticky potenciál pomôcť pri riešení mnohých chorôb. Z tohto dôvodu je dôležité, aby mali vedci prístup k zdravým, „mladistvým“ kmeňovým bunkám, ktoré môžu v laboratóriách uchovávať v nediferencovaných formách, kým ich nebudú musieť používať.
Proteín s názvom „Regina“
Dr. Wang však vysvetľuje, že kmeňové bunky sa za laboratórnych podmienok čoskoro diferencujú a stanú sa nepoužiteľnými. Aby bola ich pluripotencia nedotknutá, museli vedci vyvinúť komplexné inhibítory.
Keď výskumníci pridali royalaktín do embryonálnych kmeňových buniek, zistili, že si zachováva svoju pluripotenciu dlhšie - konkrétne po dobu 20 generácií - bez potreby podávania obvyklých inhibítorov.
"Toto bolo neočakávané." Za normálnych okolností sa tieto embryonálne kmeňové bunky pestujú v prítomnosti inhibítora nazývaného faktor inhibítora leukémie, ktorý im bráni v nesprávnej diferenciácii v kultúre, ale zistili sme, že royalaktín blokuje diferenciáciu aj v neprítomnosti [faktor inhibítora leukémie], “poznamenáva Dr. Wang .
Vedci napriek tomu tejto reakcii nerozumeli. Cítili, že kmeňové bunky cicavcov nemali tak dobre reagovať na royalaktín, pretože cicavce tento proteín neprodukujú.
Potom sa pýtali, či nájdu proteín produkovaný cicavcami, ktorý by zodpovedal skôr tvaru royalaktínu ako jeho sekvencii a ktorý by tiež mohol slúžiť na udržanie „stonky“ buniek.
Určite identifikovali cicavčí proteín nazývaný NHLRC3, ktorý podľa nich môže mať štruktúru blízku štruktúre royalaktínu a môže slúžiť na podobný účel. NHLRC3, vysvetľuje doktor Wang, sa vyskytuje vo všetkých embryách skorých zvierat, vrátane ľudských.
Keď vedci aplikovali tento proteín na myšie embryonálne kmeňové bunky, zistili, že podobne ako royalaktín pomáha udržiavať ich pluripotenciu. Z tohto dôvodu sa tím rozhodol tento proteín premenovať na „Regina“, čo v latinčine znamená „kráľovná“.
"Je to fascinujúce." Naše experimenty naznačujú, že Regina je dôležitá molekula riadiaca pluripotenciu a produkciu progenitorových buniek, ktoré vedú k tvorbe tkanív embrya. Spojili sme niečo mýtické s niečím skutočným. “
Dr. Kevin Wang
Vedci plánujú v budúcnosti zistiť, či môže Regina podporiť hojenie rán a regeneráciu buniek. Chcú tiež preskúmať ďalšie spôsoby, ako udržiavať kmeňové bunky „mladistvé“ v laboratóriu.
