Az őssejtek fiatalok maradnak a méhpempővel

A cikk szerzője:
Ujhelyi Szabolcs Zoárd

Az emlősökből származó fehérjék struktúrájukat tekintve hasonlóak a méhpempő aktív összetevőjéhez, a royalactin-hoz ami, a méhkirálynő átváltozásáért felelős anyag - és funkcióját tekintve olyan, mint a fiatalság forrása, legalább is egerek embrionális őssejtjeire nézve, állítják a stanford-i orvosi egyetem kutatói.
A fehérjének köszönhetően a sejtek pluripotensek maradnak, azaz bármilyen sejtté fejlődhetnek, olyan körülmények között, amelyek rendszerint egy bizonyos fajta sejtté fejlődést tesznek lehetővé.
A kutatók felfedezései által beigazolódni látszik az a feltevés, hogy a méhpempő regeneráló képességgel rendelkezik. Ennél is fontosabb, hogy a felfedezés új lehetőségeket tár fel a pluripotens őssejtekkel kapcsolatosan és új módszereket tesz lehetővé az őssejtek hibernációjához azok jövőbeni felhasználásukig.
A népi hagyományokban, a méhpempő egy “csoda-gyógyszernek” számít, különösen Ázsiában és Európában írja le Kevin Wang, bőrgyógyász professzor, aki publikált anyagaiban állítja, hogy a méhpempő aktív komponense, a royalactin hasonló az emlősökből származó fehérjékhez, és képes fenntartani az őssejtek pluripotens képességét. Wang a tanulmány társszerzője, amelyet december 4-én a Nature Communications című lapban tettek közzé.  A tanulmány főszerzője Derrick Wan sebészprofesszor, docens. [01.]

A hierarchikus kaptár összetevője

A méhpempő egy központi eleme a méhek kaptárára jellemző szigorú hierarchiának. Normál körülmények között a királynő megtermékenyített petesejtjeiből fejlődnek ki a nőstény dolgozó méhek. Ezek a dolgozó méhek gyűjtik be a virágport és a nektárt, építik fel a méhsejtet, rakják le a meg nem termékenyített tojásokat és gondozzák az abból fejlődő lárvákat.  Ezzel szemben, a herék a kaptár körül lebzselnek, időközönként felkerekednek, hogy más herékkel találkozzanak ’kijelölt gyülekező pontokon’, ahol addig időznek, amíg meg nem jelenik egy új királynő és a párzási időszak kezdetét veszi.

Később az új királynőre is szükség lesz, vagy akkor, amikor meghal a régebbi, vagy amikor a kaptár már akkorára növekszik, hogy két felé kell osztani. Ebben az esetben, a dolgozó méhek kiválasztanak pár nőstény lárvát és kizárólag méhpempővel etetik azokat. A méhpempő speciális egyedi fehérjékből, zsírsavakból és cukrokból áll. Minden lárvát méhpempővel etetnek a kikelést követő pár napban, azonban a lárvákat, amelyekből dolgozó méhek lesznek, méhpempő, méz és egyfajta virágpor keverékével, úgynevezett ’méhkenyérrel’ táplálnak tovább. 

Hogy pontosan miként járul hozzá a méhpempőből álló étrend egy termékeny, nagyméretű királynővé való átalakuláshoz szinte lehetetlen megállapítani. Azonban az emberek hamar rájöttek, hogy ha az az anyag jót tesz a méhkirálynőnek, akkor nekik is használni fog. A méhpempő hatással lehet a koleszterin szintre, a vérnyomásra, az idegrendszerre és a hormonok működésére is.

Hogyan is történik ez?

Wang szerette volna megfejteni, hogy a méhpempőből álló étrend hogyan tud ilyen szélsőséges különbségeket produkálni a méhkirálynő és a sokkal kisebb dolgozó méhek között. Elvégre, ez a két rovar azonos génállománnyal rendelkezik. „Mindig is érdekelt a sejtméret szabályozása” árulja el Wang, „és a házi méh egy fantasztikus alany ennek tanulmányozására”. Ezek a lárvák mind egyenlőek a kezdetekben, viszont drasztikus és tartós különbség alakul ki közöttük a méretüket illetően. ’Hogyan is történik ez?’

Wang és kollégái elsősorban a royalactin nevű fehérjét vizsgálták, amelyről már korábban úgy hírlett, hogy a méhpempő hatóanyaga. Egerek embrionális őssejtjein alkalmazták a royalactint a sejtek tanulmányozásához.

„Ahhoz, hogy a méhpempő a királynő fejlődésére hatással legyen, már a méhlárvák progenitor sejteiben is valószínűleg képes hatást kifejteni,” magyarázza Wang.  „Ezért el határoztuk, hogy kiderítjük milyen hatással bír az embrionális őssejtekre.” [02.]

Az embrionális őssejtek erősek, ellenben változékonyak. Laboratóriumi körülmények között tenyésztve gyakran ki akarnak lépni az őssejt állapotból és inkább specializálódott sejtté alakulnának.  A kutatók módszereket találtak ki arra, hogyan tartsák a sejteket egy sorban molekulák hozzáadásával, ami aztán meggátolja a sejtdifferenciálódást abban a környezetben, amelyikben a sejt növekszik.

A misztikum és a valóság kezd már összekapcsolódni.

Meglepetésükre, Wang és kollégái arra lettek figyelmesek, hogy royalactin hozzáadásával az embrionális őssejtek differenciálódása abbamaradt, még a gátló anyagok megléte nélkül is.  

„Erre tényleg nem számítottunk”, vallja be Wang.  „Normális esetben, ezek az embrionális őssejtek egy gátló anyag jelenlétében nőnek, aminek a pontos neve a leukémia inhibitor faktor, és ez megállítja a nem megfelelő differenciálódást, azonban észrevettük, hogy a royalactin meggátolta a differenciálódást, még a leukémia inhibitor faktor hiányában is.  A tenyésztett, leukémia inhibitor faktortól mentes sejtek minden probléma nélkül növekedtek akár 20 generáción keresztül is, anélkül, hogy elveszítették volna az „őssejt” állapotukat, vélik a kutatók.

További kísérletekből kiderült, hogy a royalactinnal kezelt őssejtek génexpressziós profilokat mutattak, ami hasonlít az inhibitorok jelenlétében nevelt őssejtekéhez, valamint olyan fehérjét is termeltek, ami a pluripotens sejtekhez kapcsolódik, míg a differenciálódáshoz vezető fehérjéket kisebb számban termelték. A sejtek válasza mégsem volt egyértelmű, mivel az emlősök nem állítanak elő royalactint.  

Válaszok után kutatva, a kutatók egy adatbázist vettek szemügyre, ami a háromdimenziós fehérjestruktúrát vezeti le.  Számos fehérje egymást kiegészítve hat, szorosan együttműködve más fehérjékkel vagy biológiai molekulákkal. A tudósok arra próbáltak rájönni, hogy létezik-e az emlősökben egy másik fehérje, ami utánozza a royalactin alakját, a szekvenciáját viszont nem.

Wang talált egy emlősből származó fehérjét, a NHLRC3-at, ami számításai szerint a royalactinhoz hasonló szerkezetet alakít ki és ami már a korai embrionális fejlődéstől kezdve jelen van minden állatfajtában, angolnáktól kezdve az emberekig. Ezenkívül, felfedezték, hogy a NHLRC3, éppen úgy, mint a royalactin, képes pluripotens lét fenntartására egerek embrionális sejteiben, és ez hasonló génkifejeződési mintát idézett elő bennük, mint a royalactinnal érintkező sejtekben. Átnevezték a fehérjét Reginának, ami latinul királynőt jelent.  [03.]

A kutatók most azt vizsgálják, hogy vajon a Regina fehérjének lehet-e bármilyen értékes szerepe a sebgyógyulás avagy a kifejlett állatok sejt-regenerációjának terén.  Azt is remélik, hogy a tanulmányuk kutatók segítségére lesz abban, hogy még többet tudjanak meg a laboratóriumi körülmények között tenyésztett embrionális őssejtek pluripotens állapotával kapcsolatosan.

„Ez lenyűgöző”, áradozott Wang. „A kísérletünk arra enged következtetni, hogy a Regina egy fontos molekula, amely szabályozni képes a pluripotens állapotot és a progenitor sejtek termelődését is, ami az embrió szöveteinek keletkezését segítik elő.  A misztikum és a valóság kezd már összekapcsolódni.”

El limpiador HTML, CSS y JS en línea cuidará de su código web sucio. Todos ellos son programas gratuitos en línea.

Hivatkozott kutatások címei

1. Honey bee Royalactin unlocks conserved pluripotency pathway in mammals
2. Honeybee protein keeps stem cells youthful
3. Mammalian Analog of Honeybee Royal Jelly Protein Keeps Embryonic Stem Cells Youthful