Els sucres interactuen amb la superfície cel·lular unint-se a proteïnes anomenades lectines. Aquestes interaccions juguen un paper fonamental en molts dels processos biològics de la cèl·lula. Una funció important és la modulació de la resposta immune davant d’una amenaça externa.
L’estudiant de doctorat Roger Riera, del grup de Nanoscopia per a la Nanomedicina de l’IBEC i la TUE, dirigit per Lorenzo Albertazzi, investiga els receptors de la superfície cel·lular i la seva interacció amb molècules, utilitzant noves tècniques de microscòpia. La idea de visualitzar les interaccions sucre-lectina va començar a partir d’una consolidada col·laboració amb investigadors de la Universitat de Leiden. “Hem unit dos camps: els nostres col·laboradors desenvolupen sondes de sucre i nosaltres aportem l’experiència en microscòpia”, diu Riera.
CAPTAR LA IMATGE DELS SUCRES UN A UN
“La nostra idea era utilitzar els mateixos sucres que interactuen amb les cèl·lules com a sondes de microscòpia“, explica Lorenzo Albertazzi, professor associat i líder del grup de Nanoscopia per a Nanomedicina. “No necessitàvem canviar els components bàsics“. La interacció dels sucres amb les cèl·lules és feble, la qual cosa dificulta el seu estudi amb tècniques de fluorescència convencionals. “De fet, necessitem interaccions febles per al nostre mètode de microscòpia“, subratlla Riera. “És una combinació perfecta. Les imatges es basen en interaccions reversibles: les sondes de sucre marcades amb fluorescència s’uneixen durant un temps molt curt per a les lectines de la cèl·lula i després se separen. Aquest procés es repeteix al llarg del temps, la qual cosa permet la detecció d’interaccions individuals entre el sucre i la lectina”. Aquest estudi va revelar propietats interessants. “Vam poder veure que diferents estructures de sucre presentaven cinètiques d’unió diferents, permetent-nos entendre millor la seva relació estructura-activitat“.
Els nostres mètodes podrien utilitzar-se per entendre millor com les cèl·lules immunes reconeixen certs sucres i no uns altres.
Lorenzo Albertazzi
EL CODI SOS DEL SUCRE
En alguns casos, els sucres poden ser un senyal de perill i provocar una activació immunitària. Aquesta indicació ocorre quan el cos reconeix els sucres de la membrana d’un patogen. “Les cèl·lules immunes reconeixen la diferència entre els nostres proprios sucres i els d’un patogen, en reconèixer els patrons de sucre”, aclareix Riera. “Aquests patrons depenen de l’estructura del sucre”.
Són els sucres candidats a desenvolupar vacunes més potents? “Podem utilitzar sucres per a enganyar el sistema immunològic perquè pensi que és un senyal de perill i estimular una resposta immunitària, similar a la de les vacunes”, explica. No obstant això, hi ha un “punt dolç” a tenir en compte per a fer-lo correctament. “Si utilitzes els sucres incorrectes, la resposta immune serà molt diferent”, especifica Albertazzi. Però es necessita més recerca. “Els nostres mètodes podrien utilitzar-se per a entendre millor com les cèl·lules immunes reconeixen uns certs sucres i no uns altres”, conclou Albertazzi.
Article de referència: Riera, R., Hogervorst, T.P., Doelman, W. et al. Single-molecule imaging of glycan–lectin interactions on cells with Glyco-PAINT. Nat Chem Biol 17, 1281–1288 (2021).
