Toda célula humana usa uma fina camada de açúcar chamada glicocálice, que não tem nada a ver com doce e mais a ver com uma casca protetora externa que está constantemente mudando e se reorganizando. Pesquisadores do Instituto Max Planck para a Ciência da Luz (MPL) criaram agora mapas detalhados dessas estruturas de açúcar usando microscopia avançada de alta resolução, e suas descobertas, publicadas na Nature Nanotechnology, sugerem que mudanças no arranjo desses açúcares poderiam um dia ajudar médicos a detectar doenças como câncer.
A equipe, liderada pelo Prof. Leonhard Möckl no grupo de pesquisa “Glicociências Físicas”, desenvolveu uma técnica chamada “Glicano Atlas”. Usando microscopia de super-resolução de ponta, eles mapearam o glicocálice ao nível de moléculas individuais de açúcar em muitos tipos de células, incluindo linhagens de cultura celular, células sanguíneas humanas primárias e amostras de tecido. Os mapas resultantes mostraram que o glicocálice muda seu arranjo molecular dependendo da condição da célula.
Por exemplo, células imunes exibiram diferentes padrões de açúcar após serem estimuladas, semelhante ao que acontece durante uma resposta imune. De acordo com os pesquisadores, isso fornece a primeira evidência direta de que o glicocálice funciona quase como uma tela de exibição, mostrando informações sobre o estado interno de uma célula em sua superfície externa. A equipe descobriu que esses padrões de açúcar em nanoescala podiam distinguir confiavelmente entre diferentes estados celulares, permitindo identificar estágios separados do desenvolvimento do câncer, diferenciar células imunes ativadas de inativas e distinguir regiões cancerosas de regiões saudáveis em tecido mamário humano.
“Os resultados fornecem uma base promissora para o desenvolvimento de futuros métodos de diagnóstico, já que o Glicano Atlas entrega resultados confiáveis mesmo em amostras complexas”, explica Möckl. Os pesquisadores agora planejam expandir o método analisando estruturas alvo adicionais, automatizando mais do processo e estudando números muito maiores de amostras para que a técnica possa eventualmente ser adaptada para uso médico de rotina. “Em estudos de grande escala, queremos investigar quais padrões de superfície estão associados a cursos específicos de doenças ou respostas terapêuticas e como os estados celulares podem ser detectados precoce e objetivamente através da superfície”, diz Möckl.