Fiecare celulă umană poartă un strat subțire de zahăr numit glicocalix, care nu are legătură cu bomboanele, ci mai degrabă cu o carcasă protectoare exterioară care se schimbă și se reorganizează constant. Cercetătorii de la Institutul Max Planck pentru Știința Luminii (MPL) au creat acum hărți detaliate ale acestor structuri de zahăr folosind microscopia avansată de înaltă rezoluție, iar descoperirile lor, publicate în Nature Nanotechnology, sugerează că modificările în aranjamentul acestor zaharuri ar putea într-o zi ajuta medicii să detecteze boli precum cancerul.

Echipa, condusă de Prof. Leonhard Möckl în grupul de cercetare „Glicoștiințe Fizice”, a dezvoltat o tehnică numită „Glican Atlasing”. Folosind microscopia de super-rezoluție de ultimă oră, au cartografiat glicocalixul la nivelul moleculelor individuale de zahăr pe multe tipuri de celule, inclusiv linii de cultură celulară, celule sanguine umane primare și probe de țesut. Hărțile rezultate au arătat că glicocalixul își schimbă aranjamentul molecular în funcție de starea celulei.

De exemplu, celulele imunitare au prezentat modele diferite de zahăr după ce au fost stimulate, similar cu ceea ce se întâmplă în timpul unui răspuns imun. Potrivit cercetătorilor, aceasta oferă prima dovadă directă că glicocalixul funcționează aproape ca un ecran de afișare, arătând informații despre starea internă a unei celule pe suprafața sa exterioară. Echipa a descoperit că aceste modele de zahăr la scară nanometrică pot distinge în mod fiabil între diferite stări celulare, permițându-le să identifice stadii separate ale dezvoltării cancerului, să facă diferența între celulele imunitare activate și inactive și să distingă regiunile canceroase de cele sănătoase în țesutul mamar uman.

„Rezultatele oferă o bază promițătoare pentru dezvoltarea unor metode de diagnostic viitoare, deoarece Glican Atlasing oferă rezultate fiabile chiar și în probe complexe”, explică Möckl. Cercetătorii plănuiesc acum să extindă metoda prin analizarea unor structuri țintă suplimentare, automatizarea mai multor procese și studierea unor numere mult mai mari de probe, astfel încât tehnica să poată fi adaptată în cele din urmă pentru uz medical de rutină. „În studii la scară largă, vrem să investigăm care modele de suprafață sunt asociate cu evoluții specifice ale bolii sau răspunsuri terapeutice și cum pot fi detectate stările celulare devreme și obiectiv prin suprafață”, spune Möckl.