Les abeilles peuvent détenir le secret de la jeunesse des cellules souches
La gelée royale est une substance gélatineuse que les abeilles produisent pour nourrir leurs petits. Cette nourriture intrigante détient également le pouvoir mystérieux d'aider certaines larves d'abeilles à devenir de nouvelles reines. Certaines personnes pensent que la gelée royale peut ouvrir la fontaine de jouvence. Y a-t-il du vrai là-dedans?
Dans la hiérarchie complexe de la ruche, la reine des abeilles est la matriarche sacrée qui maintient la colonie vivante et organisée.
La reine des abeilles pond les œufs à partir desquels les larves vont éclore. Ces larves deviennent plus tard soit les nouvelles ouvrières, qui sont les abeilles femelles qui font tout le travail autour de la ruche, soit les bourdons, les abeilles mâles dont le travail est de s'accoupler avec la reine.
Lorsqu'une reine des abeilles meurt, la colonie doit s'assurer qu'une nouvelle la remplace.
Pour produire une nouvelle reine, les abeilles ouvrières sélectionnent les larves les plus appropriées et les nourrissent de gelée royale. Cela permettra à l'une d'entre elles de devenir la femelle adulte en bonne santé, forte et extrêmement fertile qui deviendra alors la nouvelle reine des abeilles.
La gelée royale contient de l'eau, des protéines et des sucres, mais comment exactement elle stimule certaines larves à devenir des reines plutôt que des abeilles ouvrières n'est pas claire.
Pourtant, en raison de ses propriétés apparemment «magiques», de nombreuses personnes saluent cette substance comme un ingrédient miraculeux qui peut améliorer la santé et aider à maintenir la jeunesse.
Dans une nouvelle étude de la Stanford University School of Medicine en Californie, une équipe de chercheurs a décidé d'étudier comment et pourquoi la gelée royale pourrait être bénéfique. Ils ont examiné son effet sur l'une des cibles les plus prometteuses de la recherche clinique, à savoir les cellules souches de mammifères. Ces cellules indifférenciées sont capables de se transformer en n'importe quelle cellule spécialisée, remplissant n'importe quelle fonction.
«Dans le folklore, la gelée royale est un peu comme un super-médicament, en particulier en Asie et en Europe, mais la séquence d'ADN de la royalactine, le composant actif de la gelée, est unique aux abeilles. Maintenant, nous avons identifié une protéine mammifère structurellement similaire qui peut maintenir la pluripotence des cellules souches », explique l'auteur principal, le Dr Kevin Wang.
Les chercheurs racontent l'histoire de leurs découvertes actuelles dans la revue Communications de la nature.
L’ingrédient «magique» de la gelée royale
«J'ai toujours été intéressé par le contrôle de la taille des cellules, et l'abeille domestique est un modèle fantastique pour étudier cela», déclare le Dr Wang. «Ces larves commencent toutes de la même façon le jour zéro, mais se retrouvent avec des différences de taille dramatiques et durables. Comment cela peut-il arriver?"
Dans cette étude, le Dr Wang et son équipe se sont penchés sur une protéine appelée royalactine qui est présente dans la gelée royale. Ils pensaient que cette protéine pourrait être, dans une large mesure, responsable de la stimulation de l'impressionnante croissance cellulaire des larves que les abeilles ouvrières choisissent pour devenir des reines.
Afin d'étudier ses effets, les chercheurs ont décidé d'appliquer la royalactine aux cellules souches embryonnaires, ou cellules indifférenciées, qu'ils avaient collectées sur des souris.
«Pour que la gelée royale ait un effet sur le développement de la reine, elle doit agir sur les cellules progénitrices précoces des larves d'abeilles», note le Dr Wang. «Nous avons donc décidé de voir quel effet cela avait, le cas échéant, sur les cellules souches embryonnaires», ajoute-t-il.
Les cellules souches embryonnaires sont le candidat idéal en recherche clinique car elles ont le potentiel de se transformer en n'importe quelle cellule spécialisée, jouant n'importe quel rôle. Ce potentiel est appelé «pluripotence».
Le remplacement des cellules spécialisées vieillissantes et endommagées par des cellules fraîches issues de cellules souches a, en théorie, le potentiel d'aider à lutter contre un certain nombre de maladies. Par conséquent, il est important que les chercheurs aient accès à des cellules souches saines et «jeunes» qu'ils peuvent conserver dans les laboratoires sous leurs formes indifférenciées jusqu'à ce qu'ils aient besoin de les utiliser.
Une protéine nommée «Regina»
Cependant, explique le Dr Wang, les cellules souches se différencient rapidement dans des conditions de laboratoire et deviennent inutilisables. Pour garder leur pluripotence intacte, les chercheurs ont dû concevoir des inhibiteurs complexes.
Lorsqu'ils ont ajouté de la royalactine à des cellules souches embryonnaires, les chercheurs ont constaté qu'elle maintenait leur pluripotence plus longtemps - en particulier, pendant 20 générations - sans qu'il soit nécessaire d'administrer les inhibiteurs habituels.
«C'était inattendu. Normalement, ces cellules souches embryonnaires sont cultivées en présence d'un inhibiteur appelé facteur inhibiteur de la leucémie qui les empêche de se différencier de manière inappropriée en culture, mais nous avons constaté que la royalactine bloquait la différenciation même en l'absence de [facteur inhibiteur de la leucémie] », note le Dr Wang. .
Pourtant, les chercheurs n'ont pas compris cette réponse. Ils ont estimé que les cellules souches de mammifères n'auraient pas dû répondre aussi bien à la royalactine puisque les mammifères ne produisent pas cette protéine.
Ils se sont alors demandé s'ils pouvaient trouver une protéine produite par des mammifères qui pourrait correspondre à la forme de la royalactine plutôt qu'à sa séquence et qui pourrait également servir à maintenir la «souche» cellulaire.
Effectivement, ils ont identifié une protéine de mammifère appelée NHLRC3, qui, pensaient-ils, pourrait avoir une structure proche de celle de la royalactine et pourrait servir un objectif similaire. NHLRC3, explique le Dr Wang, se produit dans tous les premiers embryons animaux, y compris ceux des humains.
Lorsque les chercheurs ont appliqué cette protéine à des cellules souches embryonnaires de souris, ils ont découvert que, comme la royalactine, elle aidait à maintenir leur pluripotence. Pour cette raison, l'équipe a décidé de renommer cette protéine «Regina», qui signifie «reine» en latin.
"C'est fascinant. Nos expériences impliquent que Regina est une molécule importante régissant la pluripotence et la production de cellules progénitrices qui donnent naissance aux tissus de l'embryon. Nous avons connecté quelque chose de mythique à quelque chose de réel. "
Dr Kevin Wang
À l'avenir, les chercheurs prévoient de savoir si Regina peut stimuler la cicatrisation des plaies et la régénération cellulaire. Ils souhaitent également rechercher d'autres moyens de garder les cellules souches «jeunes» en laboratoire.
