Οι μέλισσες μπορεί να διατηρούν το μυστικό της νεολαίας των βλαστικών κυττάρων
Ο βασιλικός πολτός είναι μια ζελατινώδης ουσία που παράγουν οι μέλισσες για να ταΐσουν τους νέους τους. Αυτό το ενδιαφέρον φαγητό διατηρεί επίσης τη μυστηριώδη δύναμη που βοηθά ορισμένες προνύμφες μελισσών να εξελιχθούν σε νέες βασίλισσες. Μερικοί άνθρωποι πιστεύουν ότι ο βασιλικός πολτός μπορεί να ξεκλειδώσει τη βρύση της νεολαίας. Υπάρχει αλήθεια σε αυτό;
Στην πολύπλοκη ιεραρχία της κυψέλης, η βασίλισσα είναι ο ιερός μητρικός που διατηρεί την αποικία ζωντανή και οργανωμένη.
Η βασίλισσα γεννά τα αυγά από τα οποία θα εκκολάψουν οι προνύμφες. Αυτές οι προνύμφες γίνονται αργότερα είτε οι νέοι εργάτες, οι οποίες είναι οι θηλυκές μέλισσες που κάνουν όλη τη δουλειά γύρω από την κυψέλη, ή οι κηφήνες, οι αρσενικές μέλισσες των οποίων η δουλειά είναι να ζευγαρώσει με τη βασίλισσα.
Όταν πεθαίνει μια βασίλισσα, η αποικία πρέπει να διασφαλίσει ότι θα αντικαταστήσει μια νέα.
Για την παραγωγή μιας νέας βασίλισσας μέλισσας, οι εργαζόμενες μέλισσες επιλέγουν τις πιο κατάλληλες προνύμφες και τις τροφοδοτούν με βασιλικό πολτό. Αυτό θα επιτρέψει σε ένα από αυτά να εξελιχθεί σε μια υγιή, ισχυρή και εξαιρετικά γόνιμη ενήλικη γυναίκα που στη συνέχεια γίνεται η νέα βασίλισσα.
Ο βασιλικός πολτός περιλαμβάνει νερό, πρωτεΐνες και σάκχαρα, αλλά πώς ακριβώς διεγείρει ορισμένες προνύμφες για να αναπτυχθούν σε βασίλισσες παρά οι μέλισσες των εργαζομένων παρέμεινε ασαφής.
Ωστόσο, λόγω των φαινομενικά «μαγικών» ιδιοτήτων του, πολλοί άνθρωποι χαιρετούν αυτήν την ουσία ως θαυματουργό συστατικό που μπορεί να ενισχύσει την υγεία και να βοηθήσει στη διατήρηση της νεότητας.
Σε μια νέα μελέτη από την Ιατρική Σχολή του Πανεπιστημίου του Στάνφορντ στην Καλιφόρνια, μια ομάδα ερευνητών αποφάσισε να διερευνήσει πώς και γιατί ο βασιλικός πολτός μπορεί να είναι ευεργετικός. Έχουν εξετάσει την επίδρασή της σε έναν από τους πιο υποσχόμενους στόχους της κλινικής έρευνας, δηλαδή τα βλαστικά κύτταρα θηλαστικών. Αυτά τα αδιαφοροποίητα κελιά είναι ικανά να μετατραπούν σε οποιαδήποτε εξειδικευμένα κελιά, εξυπηρετώντας οποιαδήποτε λειτουργία.
«Στη λαογραφία, ο βασιλικός πολτός μοιάζει με ένα σούπερ φάρμακο, ιδιαίτερα στην Ασία και την Ευρώπη, αλλά η αλληλουχία DNA της royalactin, του ενεργού συστατικού του ζελέ, είναι μοναδική για τις μέλισσες. Τώρα, έχουμε εντοπίσει μια δομικά παρόμοια πρωτεΐνη θηλαστικών που μπορεί να διατηρήσει την πολυδυναμία των βλαστικών κυττάρων », εξηγεί ο ανώτερος συγγραφέας Δρ Kevin Wang.
Οι ερευνητές αφηγούνται την ιστορία των τρεχόντων ευρημάτων τους στο περιοδικό Επικοινωνία φύσης.
Το «μαγικό» συστατικό του βασιλικού πολτού
«Πάντα με ενδιέφερε ο έλεγχος του μεγέθους των κυττάρων και η μέλισσα είναι ένα φανταστικό μοντέλο για τη μελέτη αυτού», λέει ο Δρ Wang. «Όλες αυτές οι προνύμφες ξεκινούν το ίδιο την ημέρα μηδέν, αλλά καταλήγουν σε δραματικές και διαρκείς διαφορές στο μέγεθος. Πώς συμβαίνει αυτό; "
Σε αυτή τη μελέτη, ο Δρ Wang και η ομάδα του έκαναν μια πρωτεΐνη που ονομάζεται royalactin που υπάρχει στο βασιλικό πολτό. Πίστευαν ότι αυτή η πρωτεΐνη μπορεί, σε μεγάλο βαθμό, να είναι υπεύθυνη για τη διέγερση της εντυπωσιακής κυτταρικής ανάπτυξης στις προνύμφες που επιλέγουν οι μέλισσες για να γίνουν βασίλισσες.
Προκειμένου να μελετήσουν τα αποτελέσματά της, οι ερευνητές αποφάσισαν να εφαρμόσουν βασιλικατίνη σε εμβρυϊκά βλαστικά κύτταρα ή σε μη διαφοροποιημένα κύτταρα, τα οποία είχαν συλλέξει από ποντίκια.
«Για να έχει ο βασιλικός πολτός την επίδραση στην ανάπτυξη της βασίλισσας, πρέπει να δουλέψει σε πρώιμα προγονικά κύτταρα στις προνύμφες της μέλισσας», σημειώνει ο Δρ Wang. «Αποφασίσαμε λοιπόν να δούμε τι επίδραση είχε, εάν υπάρχει, στα εμβρυϊκά βλαστικά κύτταρα», προσθέτει.
Τα εμβρυϊκά βλαστικά κύτταρα είναι ο τέλειος υποψήφιος στην κλινική έρευνα καθώς έχουν τη δυνατότητα να μετατραπούν σε οποιοδήποτε εξειδικευμένο κύτταρο, παίζοντας οποιονδήποτε ρόλο. Αυτό το δυναμικό ονομάζεται «πολυδυναμία».
Η αντικατάσταση των γηράσκων, κατεστραμμένων εξειδικευμένων κυττάρων με φρέσκα που έχουν αναπτυχθεί από βλαστικά κύτταρα έχει, θεωρητικά, τη δυνατότητα να βοηθήσει στην αντιμετώπιση οποιουδήποτε αριθμού ασθενειών. Ως αποτέλεσμα, είναι σημαντικό για τους ερευνητές να έχουν πρόσβαση σε υγιή, «νεανικά» βλαστικά κύτταρα που μπορούν να διατηρήσουν στα εργαστήρια στις αδιαφοροποίητες μορφές τους έως ότου χρειαστεί να τα χρησιμοποιήσουν.
Μια πρωτεΐνη που ονομάζεται «Regina»
Ωστόσο, ο Δρ Wang εξηγεί, τα βλαστικά κύτταρα σύντομα διαφοροποιούνται υπό εργαστηριακές συνθήκες και γίνονται άχρηστα. Για να διατηρηθεί άθικτη η πολυδυναμία τους, οι ερευνητές έπρεπε να επινοήσουν σύνθετους αναστολείς.
Όταν πρόσθεσαν την royalactin στα εμβρυϊκά βλαστικά κύτταρα, οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι διατήρησε την πολυδυναμία τους για περισσότερο - ειδικά για 20 γενιές - χωρίς την ανάγκη χορήγησης των συνηθισμένων αναστολέων.
«Αυτό ήταν απροσδόκητο. Κανονικά, αυτά τα εμβρυϊκά βλαστικά κύτταρα αναπτύσσονται παρουσία ενός αναστολέα που ονομάζεται παράγοντας αναστολής της λευχαιμίας που τους εμποδίζει να διαφοροποιηθούν ακατάλληλα στην καλλιέργεια, αλλά βρήκαμε ότι η royalactin εμπόδισε τη διαφοροποίηση ακόμη και απουσία [παράγοντα αναστολής της λευχαιμίας] », σημειώνει ο Δρ Wang. .
Ωστόσο, οι ερευνητές δεν κατάλαβαν αυτήν την απάντηση. Ένιωσαν ότι τα βλαστικά κύτταρα των θηλαστικών δεν έπρεπε να έχουν ανταποκριθεί τόσο καλά στη βασιλική γαλακτίνη, αφού τα θηλαστικά δεν παράγουν αυτήν την πρωτεΐνη.
Στη συνέχεια αναρωτήθηκαν αν θα μπορούσαν να βρουν μια πρωτεΐνη που παράγεται από θηλαστικά που μπορεί να ταιριάζει με το σχήμα της βασιλικατίνης και όχι της αλληλουχίας της και που μπορεί επίσης να εξυπηρετήσει το σκοπό της διατήρησης του «στελέχους» των κυττάρων.
Σίγουρα, εντόπισαν μια πρωτεΐνη θηλαστικών που ονομάζεται NHLRC3, η οποία, νόμιζαν, μπορεί να έχει μια δομή πλησίον αυτής της βασιλικατίνης και μπορεί να εξυπηρετεί έναν παρόμοιο σκοπό. Το NHLRC3, εξηγεί ο Δρ. Wang, εμφανίζεται σε όλα τα πρώιμα έμβρυα των ζώων, συμπεριλαμβανομένων των ανθρώπων.
Όταν οι ερευνητές εφάρμοσαν αυτήν την πρωτεΐνη σε εμβρυϊκά βλαστικά κύτταρα ποντικών, διαπίστωσαν ότι, όπως και η βασιλική γαλακτίνη, βοήθησε στη διατήρηση της πολυδυναμίας τους. Για το λόγο αυτό, η ομάδα αποφάσισε να μετονομάσει αυτήν την πρωτεΐνη σε «Regina», που σημαίνει «βασίλισσα» στα Λατινικά.
«Είναι συναρπαστικό. Τα πειράματά μας υπονοούν ότι το Regina είναι ένα σημαντικό μόριο που διέπει την πολυδυναμία και την παραγωγή προγονικών κυττάρων που δημιουργούν τους ιστούς του εμβρύου. Έχουμε συνδέσει κάτι μυθικό με κάτι πραγματικό. "
Δρ Kevin Wang
Στο μέλλον, οι ερευνητές σκοπεύουν να ανακαλύψουν εάν η Regina μπορεί να ενισχύσει την επούλωση πληγών και την αναγέννηση των κυττάρων. Θέλουν επίσης να εξετάσουν περισσότερους τρόπους διατήρησης των βλαστικών κυττάρων «νεανικών» στο εργαστήριο.
