Пчелите могат да пазят тайната на младостта на стволовите клетки
Пчелното млечице е желатиново вещество, което пчелите произвеждат, за да хранят малките си. Тази интригуваща храна притежава и мистериозната сила да помага на някои ларви на пчелни пчели да израснат в нови пчелни майки. Някои хора вярват, че пчелното млечице може да отключи фонтана на младостта. Има ли истина в това?
В сложната йерархия на кошера, пчелната майка е свещеният матриарх, който поддържа колонията жива и организирана.
Пчелната майка отлага яйцата, от които ще се излюпят ларвите. По-късно тези ларви се превръщат или в новите работници, които са женските пчели, които вършат цялата работа около кошера, или търтеите, мъжките пчели, чиято работа е да се чифтосват с царицата.
Когато пчелната майка умира, колонията трябва да гарантира, че на нейно място се намира нова.
За да произведат нова пчелна майка, пчелите работнички избират най-подходящите ларви и ги хранят с пчелно млечице. Това ще позволи на една от тях да се превърне в здравата, силна и изключително плодородна възрастна жена, която след това се превръща в новата пчелна майка.
Пчелното млечице съдържа вода, протеини и захари, но как точно стимулира някои ларви да растат в маточници, а не в работни пчели, остава неясно.
И все пак, поради привидно „вълшебните“ му свойства, много хора приветстват това вещество като чудотворна съставка, която може да укрепи здравето и да помогне за поддържането на младостта.
В ново проучване от Медицинското училище в Станфордския университет в Калифорния екип от изследователи реши да проучи как и защо пчелното млечице може да бъде от полза. Те са разгледали ефекта му върху една от най-обещаващите цели на клиничните изследвания, а именно стволови клетки на бозайници. Тези недиференцирани клетки са способни да се превърнат във всякакви специализирани клетки, изпълняващи всякаква функция.
„Във фолклора пчелното млечице е нещо като суперлекарство, особено в Азия и Европа, но ДНК последователността на роялактина, активния компонент в желето, е уникална за пчелите. Сега сме идентифицирали структурно подобен протеин на бозайник, който може да поддържа плурипотентност на стволови клетки “, обяснява старшият автор д-р Кевин Уанг
Изследователите разказват историята на настоящите си открития в списанието Nature Communications.
„Вълшебната“ съставка на пчелното млечице
„Винаги съм се интересувал от контрола на размера на клетките и медоносната пчела е фантастичен модел за изследване на това“, казва д-р Уанг. „Всички тези ларви започват еднакво на нулевия ден, но в крайна сметка имат драматични и трайни разлики в размера. Как става това? ”
В това проучване д-р Уанг и неговият екип усъвършенстват протеин, наречен роялактин, който присъства в пчелното млечице. Те вярваха, че този протеин може да бъде в голяма степен отговорен за стимулиране на впечатляващия клетъчен растеж в ларвите, които пчелите работнички избират да станат пчелни майки.
За да проучат неговите ефекти, изследователите решиха да приложат роялактин върху ембрионални стволови клетки или недиференцирани клетки, които са събрали от мишки.
„За да има ефект на пчелното млечице върху развитието на кралицата, то трябва да работи върху ранните клетки-предшественици в пчелните ларви“, отбелязва д-р Уанг. „Затова решихме да видим какъв ефект е имал, ако има такъв, върху ембрионалните стволови клетки“, добавя той.
Ембрионалните стволови клетки са идеалният кандидат в клиничните изследвания, тъй като имат потенциал да се превърнат във всяка специализирана клетка, играеща каквато и да е роля. Този потенциал се нарича „плюрипотентност“.
Замяната на стареещите, увредени специализирани клетки със свежи, които са израснали от стволови клетки, на теория има потенциал да помогне за справяне с произволен брой заболявания. В резултат на това е важно за изследователите да имат достъп до здрави, „младежки“ стволови клетки, които те могат да пазят в лабораториите в своите недиференцирани форми, докато не се наложи да ги използват.
Протеин на име „Regina“
Д-р Уанг обаче обяснява, че стволовите клетки скоро се диференцират при лабораторни условия и стават неизползваеми. За да запазят своята плурипотентност непокътната, изследователите трябва да измислят комплексни инхибитори.
Когато добавят роялактин към ембрионални стволови клетки, изследователите установяват, че той поддържа тяхната плурипотентност за по-дълго - по-специално, за 20 поколения - без да е необходимо да се прилагат обичайните инхибитори.
„Това беше неочаквано. Обикновено тези ембрионални стволови клетки се отглеждат в присъствието на инхибитор, наречен левкемичен инхибиторен фактор, който ги спира да се диференцират неподходящо в културата, но установихме, че роялактин блокира диференциацията дори в отсъствието на [левкемичен инхибиторен фактор] “, отбелязва д-р Уанг .
И все пак изследователите не разбраха този отговор. Те смятаха, че стволовите клетки на бозайниците не би трябвало да реагират толкова добре на роялактина, тъй като бозайниците не произвеждат този протеин.
Тогава те се чудеха дали могат да намерят произведен от бозайници протеин, който може да съответства по-скоро на формата на роялактина, отколкото на неговата последователност и който също може да служи за поддържане на „клетъчната стъбловост“.
Със сигурност те идентифицираха протеин на бозайник, наречен NHLRC3, който според тях може да има структура, близка до тази на роялактина и може да служи за подобна цел. NHLRC3, обяснява д-р Уанг, се среща във всички ранни животински ембриони, включително тези при хората.
Когато изследователите прилагат този протеин върху миши ембрионални стволови клетки, те откриват, че подобно на роялактина, той помага да се запази тяхната плюрипотентност. Поради тази причина екипът реши да преименува този протеин „Regina“, което означава „кралица“ на латински.
„Очарователно е. Нашите експерименти показват, че Regina е важна молекула, управляваща плурипотентността и производството на прогениторни клетки, които пораждат тъканите на ембриона. Свързахме нещо митично с нещо реално. "
Д-р Кевин Уанг
В бъдеще изследователите планират да разберат дали Regina може да ускори зарастването на рани и регенерацията на клетките. Те също така искат да разгледат повече начини за поддържане на младостта на стволовите клетки в лабораторията.
