Los azúcares como los polisacáridos se encuentran en todas partes en la naturaleza y se cree que son esenciales para que surja la vida. Inhumanos, cubren la superficie de todas las células y la familia de polisacáridos llamados GAGs (glicosaminoglicanos) son particularmente abundantes y difíciles de analizar.

Los GAG del tipo heparán sulfato juegan un papel clave en la regulación de muchas funciones biológicas, incluida la inflamación, neurodegeneración y metástasis tumoral. De hecho, un tipo especial de heparán sulfato llamado heparina es actualmente uno de los fármacos más utilizados en la clínica donde se utiliza para prevenir la coagulación. Por lo tanto, los investigadores están tratando intensamente de mapear las estructuras detalladas de los heparán sulfatos y vincularlas con sus funciones biológicas.

Hasta aquí, solo se han identificado con éxito unas pocas estructuras, Pero eso puede estar a punto de cambiar. En un nuevo estudio en Comunicaciones de la naturaleza del Danish National Research Foundation Center for Glycomics en el Departamento de Medicina Celular y Molecular, Universidad de Copenhague, Rebecca Miller y su equipo han inventado un nuevo método que impulsará el mapeo de estas estructuras.

"Determinar las estructuras es una cuestión clave en la investigación sobre los azúcares. Si conocemos la estructura, podemos determinar cuáles son las señales para funciones biológicas específicas y considerar formas potenciales de explotar esto en el desarrollo de terapias. Esto es muy importante y clínicamente relevante, como lo demuestran las heparinas anticoagulantes ampliamente utilizadas, y la posible aplicación de nuevos medicamentos a base de heparina para múltiples enfermedades en el futuro, "dice la Dra. Rebecca Louise Miller, autor correspondiente del nuevo estudio y profesor asistente en el Centro de Copenhague para Glycomics.

Una nueva tecnología y nueva financiación de la UE

El nuevo método de los investigadores se llama 'Secuenciación por espectrometría de masas de movilidad iónica de escopeta' o SIMMS2. La técnica se basa en espectrometría de masas avanzada para romper las estructuras del azúcar en fragmentos más pequeños, sepáralos, y las huellas dactilares en comparación con los estándares conocidos. El reensamblaje virtual de las piezas de azúcar en una imagen del azúcar original como un gran rompecabezas, solo que infinitamente más complicado, puede por primera vez determinar secuencias más grandes de polisacáridos que son lo suficientemente grandes como para capturar las señales que dirigen funciones como la anticoagulación.

"La instrumentación detrás de este nuevo método fue inventada por la empresa Waters Ltd en 2006 y está disponible para muchas compañías farmacéuticas e investigadores. Esto significa que el método podría implementarse fácilmente y ser ampliamente utilizado para el descubrimiento de fármacos por muchos grupos de investigación en un corto período de tiempo. tiempo, "dice el profesor Jeremy Turnbull, Universidad de Liverpool y Copenhagen Centre for Glycomics, coautor del estudio.

El equipo de GAG ​​en Copenhagen Center of Glycomics informó recientemente sobre el primer método basado en células (GAGOme) para producir todas las variantes de GAG ​​para el descubrimiento de funciones y el desarrollo de terapias (Chen et al, Métodos de la naturaleza 2018), y esto se combinará con el nuevo método para secuenciar estructuras GAG. La esperanza es dar seguimiento a muchos efectos terapéuticos prometedores de las heparinas en el cáncer y las enfermedades neurogenerativas y ser pioneros en el uso de GAG ​​en la medicina.

Continuar con el desarrollo del método SIMMS y ser pionero en el uso de GAG ​​en medicina, Miller y Turnbull recibieron recientemente una subvención de la UE por valor de 3,8 millones de euros a un consorcio que también incluye investigadores de Freie Universität Berlin. Universidad de Utrecht, Universidad de Liverpool y Karolinska Institutet en Estocolmo. También aplicarán el método para comprender las señales estructurales de heparán sulfato que regulan las células madre para generar neuronas especializadas para el tratamiento de la enfermedad de Parkinson.