Cada célula humana lleva una fina capa de azúcar llamada glicocálix, que no es tanto un caramelo como una concha exterior protectora que se reorganiza constantemente. Investigadores del Instituto Max Planck para la Ciencia de la Luz (MPL) han creado ahora mapas detallados de estas estructuras de azúcar utilizando microscopía avanzada de alta resolución, y sus hallazgos, publicados en Nature Nanotechnology, sugieren que los cambios en la disposición de estos azúcares podrían algún día ayudar a los médicos a detectar enfermedades como el cáncer.
El equipo, liderado por el Prof. Leonhard Möckl en el grupo de investigación "Glicociencias Físicas", desarrolló una técnica llamada "Glican Atlasing". Usando microscopía de superresolución de vanguardia, mapearon el glicocálix a nivel de moléculas de azúcar individuales en muchos tipos de células, incluyendo líneas de cultivo celular, células sanguíneas humanas primarias y muestras de tejido. Los mapas resultantes mostraron que el glicocálix cambia su disposición molecular dependiendo del estado de la célula.
Por ejemplo, las células inmunitarias mostraron diferentes patrones de azúcar después de ser estimuladas, similar a lo que ocurre durante una respuesta inmunitaria. Según los investigadores, esto proporciona la primera evidencia directa de que el glicocálix funciona casi como una pantalla de visualización, mostrando información sobre el estado interno de una célula en su superficie exterior. El equipo encontró que estos patrones de azúcar a nanoescala podían distinguir de manera confiable entre diferentes estados celulares, permitiéndoles identificar etapas separadas del desarrollo del cáncer, diferenciar entre células inmunitarias activadas e inactivas, y distinguir regiones cancerosas de regiones sanas en tejido mamario humano.
"Los resultados proporcionan una base prometedora para el desarrollo de futuros métodos de diagnóstico, ya que Glican Atlasing ofrece resultados fiables incluso en muestras complejas", explica Möckl. Los investigadores ahora planean expandir el método analizando estructuras diana adicionales, automatizando más el proceso y estudiando un número mucho mayor de muestras para que la técnica pueda adaptarse eventualmente para uso médico rutinario. "En estudios a gran escala, queremos investigar qué patrones de superficie están asociados con cursos específicos de enfermedades o respuestas terapéuticas y cómo los estados celulares pueden detectarse temprana y objetivamente a través de la superficie", dice Möckl.