Ερευνητές του Πανεπιστημίου του Μάντσεστερ ανέπτυξαν μια νέα μέθοδο που επιτρέπει τη μεταφορά σακχάρων, ή γλυκανών, απευθείας στο εσωτερικό κυττάρων θηλαστικών. Η τεχνική θα μπορούσε να διευκολύνει τη μελέτη μορίων που παίζουν σημαντικό ρόλο στη σηματοδότηση, την κυτταρική αναγνώριση και τις αλληλεπιδράσεις με παθογόνους οργανισμούς.
Οι γλυκάνες είναι ιδιαίτερα υδρόφιλες, με αποτέλεσμα να δυσκολεύονται να περάσουν μέσα από την υδρόφοβη κυτταρική μεμβράνη. Μέχρι σήμερα, οι ερευνητές συχνά τροποποιούν χημικά τα σάκχαρα και χρησιμοποιούν οργανικούς διαλύτες, όπως το DMSO, για να τα μεταφέρουν στα κύτταρα.
Ένα μικρό σύμπλεγμα βορίου ως «μεταφορέας»
Η ομάδα του καθηγητή Matthew Gibson χρησιμοποίησε μια μικρή υπερ-χαοτροπική νανοδομή αποτελούμενη από βόριο. Η δομή αυτή μπορεί να μεταφέρει υδρόφιλα μόρια μέσα από την κυτταρική μεμβράνη, χωρίς να απαιτείται η χρήση δυνητικά κυτταροτοξικών οργανικών διαλυτών.
Οι ερευνητές αξιοποίησαν τη μέθοδο για να εισαγάγουν μη φυσικά σάκχαρα στα κύτταρα. Εκεί, τα κύτταρα τα μεταβολίζουν και τα χρησιμοποιούν για να τροποποιήσουν την επιφάνειά τους.
Τα τροποποιημένα σάκχαρα διαθέτουν ένα ειδικό χημικό «χειριστήριο», το οποίο παραμένει στην επιφάνεια του κυττάρου και μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την παρακολούθηση, την τροποποίηση ή ακόμη και την προσθήκη νέων λειτουργιών στα κύτταρα.
Εφαρμογές σε γλυκοβιολογία και γλυκοRNA
Η τεχνική χρησιμοποιήθηκε επίσης για τη μελέτη του glycoRNA, μιας σχετικά πρόσφατα αναγνωρισμένης κατηγορίας μορίων RNA που συνδέονται με γλυκάνες.
Η δυνατότητα εισαγωγής γλυκανών στα κύτταρα χωρίς οργανικούς διαλύτες θα μπορούσε να ανοίξει νέες δυνατότητες στη γλυκοβιολογία και τη μηχανική της κυτταρικής επιφάνειας, αλλά και σε πεδία όπως η αυτοφαγία, η κρυοβιολογία και η έρευνα λοιμώξεων.
Επόμενος στόχος των ερευνητών είναι να αυξήσουν την ποσότητα γλυκανών που μπορεί να μεταφερθεί στο εσωτερικό των κυττάρων, ώστε η νέα προσέγγιση να φτάσει την αποτελεσματικότητα των ήδη χρησιμοποιούμενων μεθόδων.