Forskere ved UC Santa Cruz har opdaget en cellulær proces i brystet, der kan øge mælkeproduktionen hos gravide kvinder, hvilket afslører en potentiel vej til at tackle laktationsinsufficienssyndrom - en ammende mors manglende evne til at producere tilstrækkelig mælk til at opfylde deres spædbarns ernæringsbehov.
Den nye undersøgelse, offentliggjort den 17. april i Nature Communications , i en artikel med titlen "Fysiologisk DNA-skade fremmer funktionel endoreplication af mælkekirtelalveolære celler under amning," identificerer et enzym, der fremmer dannelsen af flere mælkeproducerende celler ved at standse celledeling på det helt rigtige tidspunkt. Dette enzym, kaldet WEE1, aktiveres af cellen som en naturlig reaktion på de skadelige virkninger af hurtig DNA-replikation, som er nødvendig under graviditeten for at opbygge en mælkeforsyning.
Tidligere undersøgelser har vist, at en stor del af de mælkeproducerende alveolære celler i brystet indeholder to kerner ved starten af laktationen. Tilstedeværelsen af disse celler er afgørende for effektiv mælkeproduktion, men man troede, at tilfældighederne dikterede, hvor mange af disse to-kernede celler, der ville blive genereret.
Denne nye undersøgelse fandt imidlertid ud af, at WEE1-enzymet aktivt stopper celledeling efter genomet er replikeret, men før cellen selv deler sig. Denne proces - kendt som endoreplikation - genererer celler, der indeholder mere end det normale komplement af DNA, som er to kopier af hvert kromosom. Resultatet er en "polyploid" celle med to kerner, hver med det normale komplement af DNA - eller endda en enkelt kerner med det dobbelte af det normale komplement. Desuden kan dette gentages mange gange for at generere celler med endnu mere DNA.
Forståelse af denne proces giver nye muligheder for behandlinger rettet mod at øge andelen af polyploide alveolære celler og dermed øge mælkeproduktionen. En modermælk er "flydende guld," sagde UC Santa Cruz professor Lindsay Hinck. "Amning giver et væld af livslange fordele til både mor og barn, men alligevel oplever op mod 50 % af kvinder på verdensplan amme-insufficiens."
Hinck er en fremtrædende professor i molekylær-, celle- og udviklingsbiologi, og hovedforfatterne på papiret, der præsenterer disse nye resultater, er Rut Molineuvo og Julien Menendez - henholdsvis tidligere og nuværende postdoc-stipendiater i Hincks laboratorium. Sammen med professor i biomolekylær ingeniørvidenskab ved UC Santa Cruz, Camilla Forsberg, leder Hinck også Institute for the Biology of Stem Cells (IBSC), som fremmer stamcelleforskning ved at fremme tværfaglige opdagelser inden for biologi, ingeniørvidenskab og informationsvidenskab.
Lav amning er kun én årsag til ammeproblemer; andre udfordringer er mødres stress og problemer med spædbørn. Men Hinck påpeger, at mælkeerstatninger til dels er populære, fordi mange kvinder kæmper for at opfylde American Academy of Pediatrics anbefaling om, at spædbørn udelukkende skal ammes i de første seks måneder.
"Den nylige mangel på formel i Amerika understreger mange forældres afhængighed af modermælkserstatning," sagde Hinck. "Vores undersøgelse giver indsigt i, hvorfor kvinder kan opleve den differentielle evne til at producere tilstrækkelig mælk under amning."
Under graviditeten øges celledelingen for at generere det store antal celler, der kræves til mælkeproduktion. Denne hurtige celledeling fører til replikationsfejl – DNA-skade – som ikke bliver rettet. I stedet holder cellen pause i sin delingsproces og skifter til en "endocyklus", hvor DNA'et fordobles i fravær af celledeling. Heldigvis spiller endoreplikation en regulerende rolle og standser celledeling permanent og forhindrer derved den endeløse vækst forbundet med kræfttilstande.
"Ved at optrevle DNA-skade-respons-signalvejen, der regulerer endoreplikation, har vi identificeret en ikke-hormonel tilgang til at øge mælkeproduktionen og potentielle mål for terapeutisk intervention, som i sidste ende kan hjælpe kvinder, der oplever laktationsinsufficiens," sagde Hinck.
"Vi mener, at vores opdagelse er af bred interesse, især i lyset af nye opfordringer fra Det Hvide Hus til at investere i og fremme forskning og innovation inden for kvinders sundhed."
Flere oplysninger: Rut Molinuevo et al., Fysiologisk DNA-skade fremmer funktionel endorelikation af alveolære celler i mælkekirtlen under amning, Nature Communications (2024). DOI:10.1038/s41467-024-47668-9
Journaloplysninger: Nature Communications
Leveret af University of California - Santa Cruz
Sidste artikelForskere afslører naturlig variation i vild emmer hvede for bredspektret sygdomsresistens
Næste artikelForskere rapporterer om mekanismer for genregulerende divergens mellem arter