Včely medonosné mohou držet tajemství mládí kmenových buněk
Mateří kašička je želatinová látka, kterou včely produkují, aby nakrmila svá mláďata. Toto zajímavé jídlo má také tajemnou moc pomáhat některým larvám včel vyrůst v nové královny. Někteří lidé věří, že mateří kašička dokáže odemknout pramen mládí. Je na tom něco pravdy?
V komplexní hierarchii úlu je včelí královna posvátným matriarchou, který udržuje kolonii naživu a organizovanou.
Včelí královna klade vajíčka, ze kterých se vylíhnou larvy. Tyto larvy se později stávají buď novými pracovníky, kterými jsou samice včel, které provádějí veškerou práci kolem úlu, nebo drony, samci, jejichž úkolem je páření s královnou.
Když včelí královna zemře, musí kolonie zajistit, aby ji nahradila nová.
K produkci nové včelí královny včely dělnice vybírají nejvhodnější larvy a krmí je mateří kašičkou. To umožní jednomu z nich vyvinout zdravou, silnou a extrémně plodnou dospělou samici, která se poté stane novou včelí královnou.
Mateří kašička obsahuje vodu, bílkoviny a cukry, ale jak přesně stimuluje některé larvy, aby z nich vyrostly královny, spíše než včely dělnice, zůstalo nejasné.
Přesto díky svým zdánlivě „magickým“ vlastnostem mnoho lidí vítá tuto látku jako zázračnou složku, která může posílit zdraví a pomoci udržovat mládí.
V nové studii na Lékařské fakultě Stanfordské univerzity v Kalifornii se tým vědců rozhodl prozkoumat, jak a proč může být mateří kašička prospěšná. Zkoumali jeho účinek na jeden z nejslibnějších cílů klinického výzkumu, konkrétně na kmenové buňky savců. Tyto nediferencované buňky jsou schopné přeměnit se na jakékoli specializované buňky sloužící jakékoli funkci.
"Ve folklóru je mateří kašička něco jako superlék, zejména v Asii a Evropě, ale sekvence DNA royalaktinu, aktivní složky v želé, je pro včely jedinečná." Nyní jsme identifikovali strukturně podobný savčí protein, který dokáže udržovat pluripotenci kmenových buněk, “vysvětluje hlavní autor Dr. Kevin Wang.
Vědci vyprávějí v časopise příběh svých současných nálezů Příroda komunikace.
„Magická“ složka mateří kašičky
"Vždy jsem se zajímal o kontrolu velikosti buněk a včela je fantastickým modelem, jak to studovat," říká Dr. Wang. "Tyto larvy začínají v den nula stejně, ale končí dramatickými a trvalými rozdíly ve velikosti." Jak se to stalo? “
V této studii Dr. Wang a jeho tým vylepšili protein zvaný royalaktin, který je přítomen v mateří kašičce. Věřili, že tento protein může být do značné míry zodpovědný za stimulaci impozantního buněčného růstu v larvách, které si včely dělnice vyberou, aby se z nich staly královny.
Za účelem studia jeho účinků se vědci rozhodli aplikovat royalaktin na embryonální kmenové buňky nebo nediferencované buňky, které shromáždili od myší.
"Aby mateří kašička měla vliv na vývoj královny, musí pracovat na časných progenitorových buňkách ve včelích larvách," poznamenává Dr. Wang. "Takže jsme se rozhodli zjistit, jaký vliv to mělo, pokud vůbec, na embryonální kmenové buňky," dodává.
Embryonální kmenové buňky jsou dokonalým kandidátem v klinickém výzkumu, protože mají potenciál proměnit se v jakoukoli specializovanou buňku a hrát jakoukoli roli. Tento potenciál se nazývá „pluripotence“.
Nahrazení stárnoucích, poškozených specializovaných buněk čerstvými buňkami, které vyrostly z kmenových buněk, má teoreticky potenciál pomoci při řešení jakéhokoli počtu nemocí. Výsledkem je, že pro výzkumné pracovníky je důležité mít přístup ke zdravým, „mladistvým“ kmenovým buňkám, které mohou v laboratořích uchovávat v nediferencovaných formách, dokud je nebudou muset použít.
Protein s názvem „Regina“
Dr. Wang však vysvětluje, že kmenové buňky se v laboratorních podmínkách brzy diferencují a stanou se nepoužitelnými. Aby jejich pluripotence zůstala nedotčena, museli vědci vymyslet komplexní inhibitory.
Když přidali royalaktin k embryonálním kmenovým buňkám, vědci zjistili, že si udržuje svou pluripotenci po delší dobu - konkrétně po 20 generací - bez nutnosti podávání obvyklých inhibitorů.
"To bylo nečekané." Normálně jsou tyto embryonální kmenové buňky pěstovány v přítomnosti inhibitoru zvaného faktor inhibitoru leukémie, který jim brání v nesprávné diferenciaci v kultuře, ale zjistili jsme, že royalaktin blokoval diferenciaci i v nepřítomnosti [faktoru leukemického inhibitoru], “poznamenává Dr. Wang .
Vědci přesto této odpovědi nerozuměli. Cítili, že savčí kmenové buňky neměly tak dobře reagovat na royalaktin, protože savci tento protein neprodukují.
Poté uvažovali, zda by nenalezli protein produkovaný savci, který by odpovídal spíše tvaru royalaktinu než jeho sekvenci a který by také mohl sloužit k udržení „stonky“ buněk.
Určitě identifikovali savčí protein zvaný NHLRC3, který, jak si mysleli, může mít strukturu blízkou struktuře royalaktinu a může sloužit podobnému účelu. NHLRC3, vysvětluje Dr. Wang, se vyskytuje ve všech embryích raných zvířat, včetně lidských.
Když vědci aplikovali tento protein na myší embryonální kmenové buňky, zjistili, že stejně jako royalaktin pomáhá udržovat jejich pluripotenci. Z tohoto důvodu se tým rozhodl přejmenovat tento protein na „Regina“, což v latině znamená „královna“.
"Je to fascinující." Naše experimenty naznačují, že Regina je důležitá molekula regulující pluripotenci a produkci progenitorových buněk, které vedou ke vzniku tkání embrya. Spojili jsme něco mýtického s něčím skutečným. “
Dr. Kevin Wang
V budoucnu plánují vědci zjistit, zda Regina může podpořit hojení ran a regeneraci buněk. Chtějí také prozkoumat další způsoby, jak udržet kmenové buňky „mladistvé“ v laboratoři.
