Washington: Cientistas descobriram um “código de açúcar” oculto na superfície das células humanas que pode mudar a forma como as doenças são detectadas. Pesquisadores do Instituto Max Planck usaram uma técnica avançada de imagem chamada “mapeamento de glicanos” para mapear as minúsculas estruturas de açúcar fora das células e descobriram que esses padrões mudam dependendo do comportamento da célula.
As células imunológicas mudam seu layout de açúcar quando ativadas, e o tecido canceroso exibe características de superfície diferentes em comparação com o tecido saudável.
Cada célula humana é coberta por uma fina camada de açúcar chamada glicocálice. Esse revestimento externo ajuda a célula a interagir com o ambiente e também pode fornecer pistas importantes sobre o que está acontecendo dentro da própria célula. Pesquisadores do Instituto Max Planck de Ciência da Luz (MPL) usaram agora microscopia avançada de alta resolução para criar mapas detalhados das estruturas desses açúcares.
As suas descobertas, publicadas na Nature Nanotechnology, sugerem que mudanças na disposição destes açúcares poderão um dia ajudar os médicos a detectar doenças como o cancro.
O glicocálice envolve todas as células humanas como uma concha protetora. Em vez de permanecerem no lugar, essas moléculas complexas de açúcar estão em constante movimento e reorganização. Cientistas do grupo de pesquisa “Glicociência Física”, liderado pelo professor Leonhard Mockl do MPL, investigaram como esse revestimento de açúcar se comporta e quais informações ele revela sobre a biologia celular.
Para estudar essas estruturas, a equipe desenvolveu uma técnica chamada “mapeamento de glicanos”. Eles usaram microscopia de super-resolução de última geração para mapear o glicocálice no nível das moléculas de açúcar individuais em muitos tipos de células diferentes. Seu trabalho inclui linhas de cultura celular, células sanguíneas humanas primárias e amostras de tecidos.
O mapa resultante mostrou que o glicocálix muda seu arranjo molecular dependendo das condições da célula. Por exemplo, as células imunológicas exibem diferentes padrões de açúcar após serem estimuladas, semelhante ao que acontece durante uma resposta imunológica. Os pesquisadores dizem que isso fornece a primeira evidência direta de que o glicocálice funciona quase como uma tela, exibindo informações sobre o estado interno da célula em sua superfície externa.
Padrões de açúcar podem ajudar a detectar câncer
A equipe descobriu que esses padrões de açúcar em nanoescala poderiam distinguir com segurança entre diferentes estados celulares. Suas medições permitiram identificar diferentes estágios de desenvolvimento do câncer, distinguir diferenças entre células imunológicas ativadas e desativadas e distinguir áreas cancerosas de áreas saudáveis no tecido mamário humano.
As descobertas mostram que as superfícies celulares contêm informações biológicas estruturadas que podem ser lidas usando métodos padronizados. “Esses resultados fornecem uma base promissora para o desenvolvimento de futuros métodos de diagnóstico, uma vez que os perfis de glicanos fornecem resultados confiáveis mesmo em amostras complexas”, explica o líder do estudo e autor correspondente, Mockl.
futuras aplicações médicas
Os pesquisadores agora planejam estender o método analisando estruturas alvo adicionais e automatizando mais o processo. Eles também esperam estudar mais amostras para que a tecnologia possa eventualmente ser adaptada para uso médico de rotina.
“Em estudos em larga escala, gostaríamos de investigar quais padrões de superfície estão associados a processos de doenças específicas ou respostas a tratamentos, e como os estados celulares podem ser detectados objetiva e precocemente através da superfície”, explica Morkel, delineando os planos futuros de sua equipe.
