Los azúcares interactúan con la superficie celular uniéndose a proteínas llamadas lectinas. Estas interacciones juegan un papel fundamental en muchos de los procesos biológicos de la célula. Una función importante es la modulación de la respuesta inmune frente a una amenaza externa.
El estudiante de doctorado Roger Riera, del grupo de Nanoscopia para Nanomedicina del IBEC y la TUE, dirigido por Lorenzo Albertazzi, investiga los receptores de la superficie celular y su interacción con moléculas, utilizando técnicas novedosas de microscopía. La idea de visualizar las interacciones azúcar-lectina empezó a partir de una consolidada colaboración con investigadores de la Universidad de Leiden. “Hemos unido dos campos: nuestros colaboradores desarrollan sondas de azúcar y nosotros aportamos la experiencia en microscopía”, dice Riera.
CAPTAR LA IMAGEN DE LOS AZÚCARES UNO A UNO
«Nuestra idea era utilizar los mismos azúcares que interactúan con las células como sondas de microscopía», explica Lorenzo Albertazzi, profesor asociado y líder del grupo de Nanoscopia para Nanomedicina. «No necesitábamos cambiar los componentes básicos«. La interacción de los azúcares con las células es débil, lo que dificulta su estudio con técnicas de fluorescencia convencionales. «De hecho, necesitamos interacciones débiles para nuestro método de microscopía«, subraya Riera. «Es una combinación perfecta. Las imágenes se basan en interacciones reversibles: las sondas de azúcar marcadas con fluorescencia se unen durante un tiempo muy corto a las lectinas de la célula y luego se separan. Este proceso se repite a lo largo del tiempo, lo que permite la detección de interacciones individuales entre el azúcar y la lectina». Este estudio reveló propiedades interesantes. «Pudimos ver que diferentes estructuras de azúcar presentaban cinéticas de unión distintas, permitiéndonos entender mejor su relación estructura-actividad«.
Nuestros métodos podrían utilizarse para entender mejor cómo las células inmunes reconocen ciertos azúcares y no otros.
Lorenzo Albertazzi
EL CÓDIGO SOS DEL AZÚCAR
En algunos casos, los azúcares pueden ser una señal de peligro y provocar una activación inmunitaria. Esta indicación ocurre cuando el cuerpo reconoce los azúcares de la membrana de un patógeno. «Las células inmunes reconocen la diferencia entre nuestros proprios azúcares y los de un patógeno, al reconocer los patrones de azúcar», aclara Riera. «Estos patrones dependen de la estructura del azúcar».
¿Son los azúcares candidatos para desarrollar vacunas más potentes? «Podemos utilizar azúcares para engañar al sistema inmunológico para que piense que es una señal de peligro y estimular una respuesta inmunitaria, similar a la de las vacunas», explica. Sin embargo, hay un “punto dulce” a tener en cuenta para hacerlo correctamente. «Si utilizas los azúcares incorrectos, la respuesta inmune será muy diferente», especifica Albertazzi. Pero se necesita más investigación. «Nuestros métodos podrían utilizarse para entender mejor cómo las células inmunes reconocen ciertos azúcares y no otros», concluye Albertazzi.
Artículo de referencia: 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).
