Un estudio colaborativo entre el Instituto de Tecnología de Tokio (Tokyo Tech) y la Universidad de Tokio informa sobre una serie de indicadores de glucosa basados ​​en proteínas fluorescentes verdes que ayudarán a las investigaciones del metabolismo energético en las células vivas. Glifones verdes llamados, Estos indicadores son los primeros de su tipo diseñados para ser adecuados para imágenes en vivo de células de mamíferos y para imágenes simultáneas junto con otros indicadores de color.

Los Green Glifons (proteínas fluorescentes verdes indicadoras de glucosa), son exquisitamente sensibles a diferentes concentraciones de glucosa, una fuente de energía esencial para el crecimiento celular, proliferación y supervivencia.

En su estudio publicado en la revista Química analítica , Investigadores como Tetsuya Kitaguchi del Laboratorio de Química y Ciencias de la Vida del Instituto Tecnológico de Tokio demostraron que los sensores lograron un aumento de hasta siete veces en el brillo fluorescente en respuesta a la glucosa.

Dicen que su logro amplía el conjunto de herramientas para monitorear la dinámica de la glucosa, permitiendo a los biólogos celulares visualizar muchas moléculas en células particulares de interés al mismo tiempo. "A muchos científicos les gustaría obtener imágenes de múltiples moléculas en las mismas células utilizando diferentes indicadores de color para estudiar su interacción espacial y temporal, "Dice Kitaguchi." Es por eso que necesitamos sensores que se puedan aplicar fácilmente a las imágenes multicolores ".

Sobre la base de su experiencia acumulada en el diseño y desarrollo de biosensores, el equipo creó tres tipos de Glifons capaces de visualizar un rango útil de concentraciones de glucosa, desde cientos de concentraciones micromolares hasta decenas de milimolares. Denominado Green Glifon50, Green Glifon600 y Green Glifon4000, los tres sensores tienen valores EC50 de 50 μM, 600 μM y 4, 000 μM respectivamente.

Los investigadores demostraron que los tres Glifons se pueden aplicar para visualizar la glucosa en diferentes partes de la célula, como el citoplasma, núcleo y mitocondrias de células HeLa vivas. También confirmaron que sus sensores son adecuados para imágenes de dos colores. Las pruebas que utilizaron células beta pancreáticas de ratón revelaron que los glifones verdes se pueden utilizar fácilmente para visualizar la glucosa junto con el indicador de calcio fluorescente rojo. Rhod-2.

Para verificar si los glifones son adecuados para la obtención de imágenes de células vivas en tiempo real, realizaron experimentos utilizando el gusano redondo Caenorhabditis elegans como modelo animal. Lograron observar un aumento en la intensidad de la fluorescencia de Green Glifon4000 en el músculo faríngeo ubicado en la garganta del gusano.

El estudio actual se basa en el trabajo de Kitaguchi y sus colegas en muchos tipos de biosensores, que han bautizado con coloridos nombres de aves y bestias míticas. "Para sensores de segundos mensajeros, Decidimos nombrar pájaros:Flamindo y cGull. Y para sensores de metabolismo, Nombramos por quimera:MaLion y Glifon, "explica Kitaguchi.

Dice que todo el conocimiento adquirido hasta ahora ha sido invaluable para optimizar la estructura de Glifons. "Por ejemplo, nos dimos cuenta de que la longitud del conector dentro de la estructura de la proteína es importante cuando desarrollamos Flamindo, ", dice." Más tarde, descubrimos que la secuencia de aminoácidos en el enlazador es crucial cuando desarrollamos cGull y MaLions ".

Mirando hacia el futuro, Los glifones podrían ayudar a mejorar la comprensión de varias enfermedades crónicas y relacionadas con el estilo de vida, como la diabetes y la obesidad. ya que están relacionados con el desequilibrio de glucosa. Muchos grupos de investigación ahora están investigando cómo los edulcorantes artificiales, por ejemplo, podría alterar el metabolismo de la glucosa. Queda mucho por explorar, Dado que el efecto sobre la salud de los edulcorantes artificiales es un tema de debate continuo, dice Kitaguchi.