Naučnici sa UC Santa Cruz otkrili su ćelijski proces u dojkama koji može povećati proizvodnju mleka kod trudnica, otkrivajući potencijalni put za rešavanje sindroma insuficijencije laktacije – nemogućnosti dojilje da proizvede dovoljno mleka da zadovolji nutritivne potrebe svog deteta.
Nova studija, objavljena 17. aprila u časopisu Nature Communications, u radu pod naslovom „Fiziološko oštećenje DNK promoviše funkcionalnu endoreplikaciju alveolarnih ćelija mlečne žlezde tokom laktacije“, identifikuje enzim koji promoviše stvaranje više ćelija koje proizvode mleko zaustavljanjem ćelijske deobe na baš u pravo vreme. Ovaj enzim, nazvan VEE1, aktivira ćelija kao prirodan odgovor na štetne efekte brze replikacije DNK, koja je neophodna tokom trudnoće da bi se stvorila zaliha mleka.
Prethodne studije su pokazale da veliki deo alveolarnih ćelija dojke koje proizvode mleko sadrži dva jezgra na početku laktacije. Prisustvo ovih ćelija je sastavni deo za efikasnu proizvodnju mleka, ali se smatralo da slučajnost diktira koliko će ovih ćelija sa dva jezgra biti generisano.
Ova nova studija je, međutim, otkrila da enzim VEE1 aktivno zaustavlja ćelijsku deobu nakon što se genom replicira, ali pre nego što se sama ćelija podeli. Ovaj proces – poznat kao endoreplikacija – stvara ćelije koje sadrže više od normalnog komplementa DNK, što je dve kopije svakog hromozoma. Rezultat je „poliploidna“ ćelija sa dva jezgra, od kojih svako ima normalan komplement DNK – ili čak jedno jezgro sa dvostrukim normalnim komplementom. Štaviše, ovo se može ponoviti mnogo puta da bi se generisale ćelije sa još više DNK.
Razumevanje ovog procesa predstavlja nove mogućnosti za tretmane koji imaju za cilj povećanje udela poliploidnih alveolarnih ćelija, a samim tim i povećanje proizvodnje mleka. Majčino mleko je „tečno zlato“, rekla je profesorka Lindzi Hink sa Univerziteta u Santa Kruzu. „Dojenje pruža mnoštvo doživotnih prednosti i majci i detetu, ali više od 50% žena širom sveta pati od insuficijencije laktacije.
Hinck je istaknuti profesor molekularne, ćelijske i razvojne biologije, a vodeći autori u radu koji predstavlja ove nove nalaze su Rut Molineuvo i Julien Menendez—respektivno, bivši i sadašnji postdoktoranti u Hinkovoj laboratoriji. Sa profesorkom biomolekularnog inženjeringa u Santa Kruzu Kamilom Forsberg, Hinck takođe vodi Institut za biologiju matičnih ćelija (IBSC), koji unapređuje istraživanje matičnih ćelija promovišući interdisciplinarna otkrića u biologiji, inženjerstvu i informacionim naukama.
Niska laktacija je samo jedan od razloga za probleme sa dojenjem; drugi izazovi su stres kod majke i problemi sa začepljenjem odojčadi. Ali Hinck ističe da su zamene za mleko popularne delimično i zato što se mnoge žene bore da ispune preporuku Američke akademije za pedijatriju da se beba doje isključivo dojenim tokom prvih šest meseci.
„Nedavni nedostatak formule u Americi naglašava oslanjanje mnogih roditelja na zamene za majčino mleko“, rekao je Hinck. „Naša studija nudi uvid u to zašto žene mogu iskusiti različitu sposobnost da proizvode dovoljno mleka tokom laktacije.“
Tokom trudnoće, podela ćelija se povećava kako bi se stvorio veliki broj ćelija potrebnih za proizvodnju mleka. Ova brza podela ćelija dovodi do grešaka u replikaciji – oštećenja DNK – koja se ne ispravljaju. Umesto toga, ćelija pauzira u procesu deobe i prelazi na „endociklus“ u kome se DNK udvostručuje u odsustvu ćelijske deobe. Na sreću, endoreplikacija igra regulatornu ulogu i trajno zaustavlja deobu ćelija, čime se sprečava beskrajan rast povezan sa stanjima raka.
„Otkrivanjem signalnog puta za oštećenje DNK koji reguliše endoreplikaciju, identifikovali smo nehormonski pristup za povećanje proizvodnje mleka i potencijalne mete za terapijsku intervenciju koja na kraju može pomoći ženama koje pate od insuficijencije laktacije“, rekao je Hinck.
„Mislimo da je naše otkriće od širokog interesa, posebno u svetlu novih poziva Bele kuće da investiraju i unaprede istraživanje i inovacije u zdravlju žena.“
