Honningbier kan ha hemmeligheten bak stamcelleungdom
Royal gelé er et gelatinøst stoff som honningbier produserer for å mate ungene sine. Denne spennende maten har også den mystiske kraften til å hjelpe noen honningbilarver med å vokse til nye dronningbier. Noen mennesker tror at kongelig gelé kan låse opp ungdomskilden. Er det noen sannhet i det?
I det komplekse hierarkiet i bikuben er dronningbien den hellige matriarken som holder kolonien i live og organisert.
Dronningsbien legger eggene som larvene klekker ut fra. Disse larvene blir senere enten de nye arbeiderne, som er de kvinnelige biene som gjør alt arbeidet rundt bikuben, eller dronene, de mannlige biene hvis jobb det er å parre seg med dronningen.
Når en dronningbi dør, må kolonien sørge for at en ny tar hennes plass.
For å produsere en ny dronningbi velger arbeiderbier de mest egnede larvene og gir dem kongelig gelé. Dette vil tillate en av dem å utvikle seg til en sunn, sterk og ekstremt fruktbar voksen kvinne som deretter blir den nye dronningbien.
Kongelig gelé består av vann, proteiner og sukker, men hvor nøyaktig det stimulerer noen larver til å vokse til dronninger i stedet for arbeiderbier, har vært uklart.
Likevel, på grunn av de tilsynelatende “magiske” egenskapene, hyller mange dette stoffet som en mirakuløs ingrediens som kan øke helsen og bidra til å opprettholde ungdommen.
I en ny studie fra Stanford University School of Medicine i California, har et team av forskere bestemt seg for å undersøke hvordan og hvorfor kongelig gelé kan være gunstig. De har sett på effekten på et av de mest lovende målene for klinisk forskning, nemlig pattedyrstamceller. Disse udifferensierte cellene er i stand til å forvandle seg til spesialiserte celler som betjener enhver funksjon.
“I folklore er kongelig gelé liksom en supermedisin, spesielt i Asia og Europa, men DNA-sekvensen til royalactin, den aktive komponenten i geléen, er unik for honningbier. Nå har vi identifisert et strukturelt lignende pattedyrprotein som kan opprettholde stamcellens pluripotens, forklarer seniorforfatter Dr. Kevin Wang.
Forskerne forteller historien om deres nåværende funn i tidsskriftet Naturkommunikasjon.
Den ‘magiske’ ingrediensen i kongelig gelé
"Jeg har alltid vært interessert i kontrollen av cellestørrelse, og honningbien er en fantastisk modell for å studere dette," sier Dr. Wang. “Disse larvene begynner de samme på dag null, men ender med dramatiske og varige forskjeller i størrelse. Hvordan skjer dette? ”
I denne studien finpusset Dr. Wang og hans team på et protein kalt royalactin som er tilstede i kongelig gelé. De trodde at dette proteinet i stor grad kan være ansvarlig for å stimulere den imponerende celleveksten i larvene som arbeiderbier velger å bli dronningbier.
For å studere effekten bestemte forskerne seg for å bruke royalactin på embryonale stamceller, eller udifferensierte celler, som de hadde samlet fra mus.
"For at kongelig gelé skal påvirke dronningens utvikling, må den jobbe med tidlige stamceller i bierlarvene," bemerker Dr. Wang. "Så vi bestemte oss for å se hvilken effekt det hadde, om noen, på embryonale stamceller," legger han til.
Embryonale stamceller er den perfekte kandidaten i klinisk forskning, da de har potensial til å bli en hvilken som helst spesialisert celle som spiller noen rolle. Dette potensialet kalles "pluripotens."
Å erstatte aldrende, skadede spesialiserte celler med friske som har vokst fra stamceller, har i teorien potensialet til å adressere et hvilket som helst antall sykdommer. Som et resultat er det viktig for forskere å ha tilgang til sunne, "ungdommelige" stamceller som de kan ha på laboratoriene i deres udifferensierte former til de trenger å bruke dem.
Et protein kalt ‘Regina’
Dr. Wang forklarer imidlertid at stamceller snart skiller seg ut under laboratorieforhold og blir ubrukelige. For å holde pluripotensen intakt, har forskere måttet utvikle komplekse hemmere.
Da de tilførte royalactin til embryonale stamceller, fant etterforskerne at det opprettholdt pluripotensen i lengre tid - spesielt i 20 generasjoner - uten behov for å administrere de vanlige inhibitorene.
“Dette var uventet. Normalt dyrkes disse embryonale stamcellene i nærvær av en hemmer kalt leukemiinhibitorfaktor som hindrer dem i å skille seg ut uhensiktsmessig i kultur, men vi fant at royalactin blokkerte differensiering selv i fravær av [leukemiinhibitorfaktor], "bemerker Dr. Wang .
Forskerne forsto likevel ikke dette svaret. De følte at pattedyrstamcellene ikke burde ha reagert så godt på royalactin siden pattedyr ikke produserer det proteinet.
De lurte da på om de kunne finne et pattedyrprodusert protein som kanskje samsvarer med formen på royalactin i stedet for sekvensen, og som også kan tjene formålet med å opprettholde celle "stamhet".
Visst nok identifiserte de et pattedyrsprotein kalt NHLRC3, som de trodde kan ha en struktur nær den for royalactin og kan tjene et lignende formål. NHLRC3, forklarer Dr. Wang, forekommer i alle tidlige dyreembryoer, inkludert hos mennesker.
Da forskerne brukte dette proteinet på embryonale stamceller fra mus, fant de ut at det, i likhet med royalactin, bidro til å opprettholde deres pluripotens. Av denne grunn bestemte teamet seg for å gi nytt navn til dette proteinet "Regina", som betyr "dronning" på latin.
«Det er fascinerende. Våre eksperimenter antyder at Regina er et viktig molekyl som styrer pluripotens og produksjonen av stamceller som gir opphav til vevet i embryoet. Vi har koblet noe mytisk til noe ekte. "
Dr. Kevin Wang
I fremtiden planlegger forskerne å finne ut om Regina kan øke sårheling og celleregenerering. De ønsker også å se på flere måter å holde stamceller ”ungdommelige” i laboratoriet.
