Ogni cellula umana indossa un sottile strato di zucchero chiamato glicocalice, che ha più a che fare con un guscio protettivo esterno in costante mutamento e riorganizzazione che con caramelle. Ricercatori del Max Planck Institute for the Science of Light (MPL) hanno ora creato mappe dettagliate di queste strutture zuccherine utilizzando microscopia ad alta risoluzione avanzata, e i loro risultati, pubblicati su Nature Nanotechnology, suggeriscono che i cambiamenti nella disposizione di questi zuccheri potrebbero un giorno aiutare i medici a rilevare malattie come il cancro.
Il team, guidato dal Prof. Leonhard Möckl nel gruppo di ricerca "Physical Glycosciences", ha sviluppato una tecnica chiamata "Glycan Atlasing". Utilizzando microscopia a super risoluzione all'avanguardia, hanno mappato il glicocalice a livello di singole molecole di zucchero su molti tipi di cellule, incluse linee cellulari, cellule del sangue umano primario e campioni di tessuto. Le mappe risultanti hanno mostrato che il glicocalice cambia la sua disposizione molecolare a seconda delle condizioni della cellula.
Ad esempio, le cellule immunitarie mostravano diversi pattern di zuccheri dopo essere state stimolate, simile a ciò che accade durante una risposta immunitaria. Secondo i ricercatori, ciò fornisce la prima prova diretta che il glicocalice funziona quasi come uno schermo, mostrando informazioni sullo stato interno di una cellula sulla sua superficie esterna. Il team ha scoperto che questi pattern di zuccheri su scala nanometrica potevano distinguere in modo affidabile tra diversi stati cellulari, permettendo loro di identificare stadi separati dello sviluppo del cancro, distinguere tra cellule immunitarie attivate e inattive, e differenziare regioni cancerose da quelle sane in tessuto mammario umano.
"I risultati forniscono una base promettente per lo sviluppo di futuri metodi diagnostici, poiché Glycan Atlasing fornisce risultati affidabili anche in campioni complessi," spiega Möckl. I ricercatori ora pianificano di espandere il metodo analizzando ulteriori strutture bersaglio, automatizzando più parti del processo e studiando un numero molto maggiore di campioni in modo che la tecnica possa essere infine adattata per uso medico di routine. "In studi su larga scala, vogliamo indagare quali pattern superficiali sono associati a specifici decorsi di malattia o risposte terapeutiche e come gli stati cellulari possono essere rilevati precocemente e oggettivamente attraverso la superficie," dice Möckl.