Honigbienen können das Geheimnis der Stammzelljugend sein
Gelée Royale ist eine gallertartige Substanz, die Honigbienen produzieren, um ihre Jungen zu füttern. Dieses faszinierende Futter birgt auch die mysteriöse Kraft, einigen Honigbienenlarven zu neuen Bienenköniginnen zu verhelfen. Einige Leute glauben, dass Gelée Royale den Jungbrunnen öffnen kann. Ist das wahr?
In der komplexen Hierarchie des Bienenstocks ist die Bienenkönigin die heilige Matriarchin, die die Kolonie am Leben und organisiert hält.
Die Bienenkönigin legt die Eier, aus denen die Larven schlüpfen. Diese Larven werden später entweder zu den neuen Arbeitern, den weiblichen Bienen, die die ganze Arbeit rund um den Bienenstock erledigen, oder zu den Drohnen, den männlichen Bienen, deren Aufgabe es ist, sich mit der Königin zu paaren.
Wenn eine Bienenkönigin stirbt, muss die Kolonie sicherstellen, dass eine neue ihren Platz einnimmt.
Um eine neue Bienenkönigin zu produzieren, wählen die Arbeiterbienen die am besten geeigneten Larven aus und füttern sie mit Gelée Royale. Auf diese Weise kann sich eine von ihnen zu einer gesunden, starken und äußerst fruchtbaren erwachsenen Frau entwickeln, die dann zur neuen Bienenkönigin wird.
Gelée Royale besteht aus Wasser, Proteinen und Zucker, aber wie genau es einige Larven dazu anregt, eher zu Königinnen als zu Arbeiterbienen zu wachsen, ist unklar geblieben.
Aufgrund seiner scheinbar „magischen“ Eigenschaften bezeichnen viele Menschen diese Substanz als wundersame Zutat, die die Gesundheit fördern und zur Erhaltung der Jugend beitragen kann.
In einer neuen Studie der Stanford University School of Medicine in Kalifornien hat ein Forscherteam beschlossen, zu untersuchen, wie und warum Gelée Royale nützlich sein könnte. Sie haben die Auswirkungen auf eines der vielversprechendsten Ziele der klinischen Forschung untersucht, nämlich Säugetierstammzellen. Diese undifferenzierten Zellen können sich in spezialisierte Zellen verwandeln und erfüllen jede Funktion.
„In der Folklore ist Gelée Royale eine Art Supermedizin, insbesondere in Asien und Europa, aber die DNA-Sequenz von Royalactin, dem aktiven Bestandteil des Gelees, ist einzigartig für Honigbienen. Jetzt haben wir ein strukturell ähnliches Säugetierprotein identifiziert, das die Pluripotenz von Stammzellen aufrechterhalten kann “, erklärt der leitende Autor Dr. Kevin Wang.
Die Forscher erzählen die Geschichte ihrer aktuellen Ergebnisse in der Zeitschrift Naturkommunikation.
Die "magische" Zutat von Gelée Royale
"Ich war schon immer an der Kontrolle der Zellgröße interessiert, und die Honigbiene ist ein fantastisches Modell, um dies zu untersuchen", sagt Dr. Wang. „Diese Larven beginnen alle am Tag Null gleich, haben jedoch dramatische und dauerhafte Größenunterschiede. Wie kommt es dazu?"
In dieser Studie haben Dr. Wang und sein Team ein Protein namens Royalactin verfeinert, das in Gelée Royale enthalten ist. Sie glaubten, dass dieses Protein in hohem Maße für die Stimulierung des beeindruckenden Zellwachstums in den Larven verantwortlich sein könnte, die die Arbeiterbienen auswählen, um Bienenköniginnen zu werden.
Um die Auswirkungen zu untersuchen, beschlossen die Forscher, Royalactin auf embryonale Stammzellen oder undifferenzierte Zellen anzuwenden, die sie von Mäusen gesammelt hatten.
"Damit Gelée Royale einen Einfluss auf die Entwicklung der Königin hat, muss es an frühen Vorläuferzellen in den Bienenlarven arbeiten", bemerkt Dr. Wang. „Also haben wir uns entschlossen zu sehen, welche Auswirkungen dies gegebenenfalls auf embryonale Stammzellen hat“, fügt er hinzu.
Embryonale Stammzellen sind der perfekte Kandidat in der klinischen Forschung, da sie das Potenzial haben, sich in jede spezialisierte Zelle zu verwandeln, die jede Rolle spielt. Dieses Potenzial wird als "Pluripotenz" bezeichnet.
Das Ersetzen alternder, beschädigter spezialisierter Zellen durch frische Zellen, die aus Stammzellen gewachsen sind, kann theoretisch dazu beitragen, eine beliebige Anzahl von Krankheiten zu bekämpfen. Daher ist es für Forscher wichtig, Zugang zu gesunden, „jugendlichen“ Stammzellen zu haben, die sie in ihrer undifferenzierten Form in den Labors aufbewahren können, bis sie sie verwenden müssen.
Ein Protein namens "Regina"
Dr. Wang erklärt jedoch, dass Stammzellen unter Laborbedingungen bald differenzieren und unbrauchbar werden. Um ihre Pluripotenz intakt zu halten, mussten Forscher komplexe Inhibitoren entwickeln.
Als sie embryonalen Stammzellen Royalactin hinzufügten, stellten die Forscher fest, dass es ihre Pluripotenz länger - insbesondere über 20 Generationen - beibehielt, ohne dass die üblichen Inhibitoren verabreicht werden mussten.
„Das war unerwartet. Normalerweise werden diese embryonalen Stammzellen in Gegenwart eines Inhibitors namens Leukämie-Inhibitor-Faktor gezüchtet, der verhindert, dass sie sich in Kultur unangemessen differenzieren. Wir haben jedoch festgestellt, dass Royalactin die Differenzierung auch in Abwesenheit von [Leukämie-Inhibitor-Faktor] blockiert “, bemerkt Dr. Wang .
Dennoch haben die Forscher diese Reaktion nicht verstanden. Sie waren der Meinung, dass die Säugetierstammzellen nicht so gut auf Royalactin hätten reagieren sollen, da Säugetiere dieses Protein nicht produzieren.
Sie fragten sich dann, ob sie ein von Säugetieren hergestelltes Protein finden könnten, das eher der Form von Royalactin als seiner Sequenz entspricht und das auch dem Zweck dienen könnte, den „Stamm“ der Zellen aufrechtzuerhalten.
Sicher genug, sie identifizierten ein Säugetierprotein namens NHLRC3, das ihrer Meinung nach eine Struktur aufweisen könnte, die der von Royalactin nahe kommt und einem ähnlichen Zweck dienen könnte. NHLRC3, erklärt Dr. Wang, kommt in allen frühen tierischen Embryonen vor, einschließlich denen von Menschen.
Als die Forscher dieses Protein auf embryonale Stammzellen von Mäusen anwendeten, stellten sie fest, dass es wie Royalactin zur Aufrechterhaltung ihrer Pluripotenz beitrug. Aus diesem Grund hat das Team beschlossen, dieses Protein in „Regina“ umzubenennen, was auf Latein „Königin“ bedeutet.
"Es ist faszinierend. Unsere Experimente implizieren, dass Regina ein wichtiges Molekül ist, das die Pluripotenz und die Produktion von Vorläuferzellen steuert, aus denen die Gewebe des Embryos entstehen. Wir haben etwas Mythisches mit etwas Realem verbunden. "
Dr. Kevin Wang
In Zukunft wollen die Forscher herausfinden, ob Regina die Wundheilung und Zellregeneration fördern kann. Sie wollen auch nach Möglichkeiten suchen, Stammzellen im Labor „jugendlich“ zu halten.
