Honningbier holder muligvis hemmeligheden bag stamcelleungdom
Kongelig gelé er et gelatinøst stof, som honningbier producerer for at fodre deres unger. Denne spændende mad har også den mystiske kraft at hjælpe nogle honningbielarver med at vokse til nye dronningsbier. Nogle mennesker tror, at kongelig gelé kan låse op for ungdommens kilde. Er der nogen sandhed i det?
I bikubens komplekse hierarki er dronningsbien den hellige matriark, der holder kolonien i live og organiseret.
Dronningsbien lægger æggene, hvorfra larverne klækkes. Disse larver bliver senere enten de nye arbejdere, som er de kvindelige bier, der udfører alt arbejdet omkring bikuben, eller dronerne, de mandlige bier, hvis job det er at parre sig med dronningen.
Når en dronningbi dør, skal kolonien sikre, at en ny indtager hendes plads.
For at producere en ny dronningsbi vælger arbejderbier de mest egnede larver og fodrer dem kongelig gelé. Dette vil gøre det muligt for en af dem at udvikle sig til den sunde, stærke og ekstremt frugtbare voksne kvinde, som derefter bliver den nye dronningbi.
Kongelig gelé består af vand, proteiner og sukkerarter, men hvor nøjagtigt det stimulerer nogle larver til at vokse til dronninger snarere end arbejderbier er forblevet uklart.
På grund af dets tilsyneladende “magiske” egenskaber hylder mange mennesker dette stof som en mirakuløs ingrediens, der kan øge sundheden og hjælpe med at opretholde ungdommen.
I en ny undersøgelse fra Stanford University School of Medicine i Californien har et team af forskere besluttet at undersøge, hvordan og hvorfor kongelig gelé kan være gavnlig. De har set på dens virkning på et af de mest lovende mål for klinisk forskning, nemlig pattedyrs stamceller. Disse udifferentierede celler er i stand til at blive til alle specialiserede celler, der tjener enhver funktion.
”I folklore er kongelig gelé en slags supermedicin, især i Asien og Europa, men DNA-sekvensen af royalactin, den aktive komponent i geléen, er unik for honningbier. Nu har vi identificeret et strukturelt lignende pattedyrsprotein, der kan opretholde stamcellepluripotens, ”forklarer seniorforfatter Dr. Kevin Wang.
Forskerne fortæller historien om deres nuværende fund i tidsskriftet Naturkommunikation.
Den 'magiske' ingrediens i kongelig gelé
”Jeg har altid været interesseret i kontrol af cellestørrelse, og honningbien er en fantastisk model til at studere dette,” siger Dr. Wang. ”Disse larver starter alle ens på dag nul, men ender med dramatiske og varige forskelle i størrelse. Hvordan sker dette? ”
I denne undersøgelse finpudset Dr. Wang og hans team et protein kaldet royalactin, der er til stede i kongelig gelé. De troede, at dette protein i vid udstrækning kan være ansvarlig for at stimulere den imponerende cellevækst i larverne, som arbejderbierne vælger at blive dronningsbier.
For at undersøge dens virkning besluttede forskerne at anvende royalactin på embryonale stamceller eller udifferentierede celler, som de havde indsamlet fra mus.
"For at kongelig gelé har en effekt på dronningens udvikling, skal den arbejde på tidlige stamceller i bi-larverne," bemærker Dr. Wang. ”Så vi besluttede at se, hvilken effekt det havde, hvis nogen, på embryonale stamceller,” tilføjer han.
Embryonale stamceller er den perfekte kandidat til klinisk forskning, da de har potentialet til at blive til en hvilken som helst specialcelle, der spiller en hvilken som helst rolle. Dette potentiale kaldes "pluripotency."
Udskiftning af aldrende, beskadigede specialiserede celler med friske celler, der er vokset fra stamceller, har i teorien potentialet til at hjælpe med at løse ethvert antal sygdomme. Som et resultat er det vigtigt for forskere at have adgang til sunde, "ungdommelige" stamceller, som de kan opbevare i laboratorierne i deres udifferentierede former, indtil de har brug for dem.
Et protein ved navn 'Regina'
Dr. Wang forklarer dog, at stamceller hurtigt differentieres under laboratorieforhold og bliver ubrugelige. For at holde deres pluripotens intakt, har forskere været nødt til at udvikle komplekse hæmmere.
Da de tilføjede royalactin til embryonale stamceller, fandt efterforskerne, at det opretholdt deres pluripotens i længere tid - specifikt i 20 generationer - uden behov for at administrere de sædvanlige hæmmere.
”Dette var uventet. Normalt dyrkes disse embryonale stamceller i nærværelse af en hæmmer kaldet leukæmihæmmerfaktor, der forhindrer dem i at adskille sig uhensigtsmæssigt i kultur, men vi fandt ud af, at royalactin blokerede differentiering selv i fravær af [leukæmihæmmende faktor], ”bemærker Dr. Wang .
Alligevel forstod forskerne ikke dette svar. De følte, at pattedyrstamcellerne ikke burde have reageret så godt på royalactin, da pattedyr ikke producerer dette protein.
Derefter spekulerede de på, om de kunne finde et mammalt produceret protein, der muligvis matchede formen af royalactin snarere end dets sekvens, og som også kan tjene formålet med at opretholde celle "stamhed".
Sikker nok identificerede de et pattedyrsprotein kaldet NHLRC3, som de troede kunne have en struktur tæt på den for royalactin og kunne tjene et lignende formål. NHLRC3, forklarer Dr. Wang, forekommer i alle tidlige dyreembryoner, inklusive hos mennesker.
Da forskerne anvendte dette protein på embryonale stamceller fra mus, fandt de, at det som royalactin hjalp med at opretholde deres pluripotens. Af denne grund besluttede holdet at omdøbe dette protein til "Regina", hvilket betyder "dronning" på latin.
”Det er fascinerende. Vores eksperimenter antyder, at Regina er et vigtigt molekyle, der styrer pluripotens og produktionen af stamceller, der giver anledning til embryonets væv. Vi har knyttet noget mytisk til noget rigtigt. ”
Dr. Kevin Wang
I fremtiden planlægger forskerne at finde ud af, om Regina kan øge sårheling og celleregenerering. De vil også undersøge flere måder at holde stamceller ”ungdommelige” i laboratoriet.
