Wissenschaftler entwickeln eine Methode, mit der Zucker direkt in die Zellen gelangt

Wissenschaftler haben eine neuartige Methode entwickelt, um hydrophile Zucker direkt in Säugetierzellen zu transportieren, wodurch die traditionell bei der Glycan-Bereitstellung verwendeten giftigen organischen Lösungsmitteln umgangen werden. Der Durchbruch wurde von Professor Matthew Gibson und seinem Team an der Universität Manchester erzielt, die einen superchaotropen Bor-Cluster verwendeten, um den Transport dieser essentiellen Biomoleküle zu erleichtern. Die in der Angewandte Chemie International Edition veröffentlichte Studie markiert einen bedeutenden Fortschritt in der Glykobiologie und eröffnet neue Wege für die zelluläre Forschung und therapeutische Anwendungen.

Die Herausforderung, hydrophile Glycane in Zellen zu transportieren, hat lange Zeit das Verständnis ihrer Rolle bei Gesundheit und Krankheit behindert. Glycane oder Zucker sind für die Zellsignalisierung, die Immunantwort und die Interaktion mit Krankheitserregern von entscheidender Bedeutung, aber ihre hohe Wasserlöslichkeit macht es schwierig, sie durch die hydrophobe Zellmembran zu passieren.

Diese Nanostruktur ermöglicht den direkten Transport von hydrophilen Glykanen über die Zellmembran, ohne dass chemische Modifikationen oder toxische Lösungsmittel erforderlich sind. Sobald sie in der Zelle sind, werden die Zucker verarbeitet und in Glykoproteine, Glykocalyx und sogar neu identifizierte GlycoRNA-Moleküle eingebaut. Diese Fähigkeit ermöglicht es Forschern, Glykanstrukturen effektiver zu verfolgen und zu manipulieren, was potenzielle Anwendungen bei der Neuprogrammierung von Zelloberflächen und der Verbesserung der zellulären Funktionalität bietet.

Durch die Anwendung des Bor-Cluster-Delivery-Systems führte das Team erfolgreich unnatürliche Zucker in Zellen ein, wo sie metabolisiert und in zelluläre Komponenten integriert wurden. Dieser Prozess ermöglichte die Schaffung anpassbarer Zelloberflächen, die zur Verbesserung oder Modifizierung zellulärer Funktionen für biomedizinische Zwecke verwendet werden könnten.

Die Forscher gehen davon aus, dass sich zukünftige Studien darauf konzentrieren werden, die Lieferkapazität der Methode zu optimieren, um die aktuellen auf Acetylierung basierenden Techniken zu entsprechen oder zu übertreffen. Die Studie wurde von Qiao Tang und Kollegen mit Beiträgen von Professor Gibson und seinem Labor durchgeführt. Die Ergebnisse belegen eine Verschiebung hin zu nachhaltigeren und weniger invasiven Ansätzen in der Zellforschung, die sich an den breiteren Bemühungen in der grünen Chemie und biokompatiblen Materialien orientieren.