Científicos desarrollan un método para llevar azúcares directamente a las células

Los científicos han desarrollado un método novedoso para administrar azúcares hidrófilos directamente a las células de mamíferos, evitando la necesidad de disolventes orgánicos tóxicos utilizados tradicionalmente en la administración de glicanos. El avance fue logrado por el profesor Matthew Gibson y su equipo de la Universidad de Manchester, que utilizaron un grupo de boro supercaotrópico para facilitar el transporte de estas biomoléculas esenciales. Publicado en Angewandte Chemie International Edition, el estudio marca un avance significativo en la glucobiología y abre nuevas vías para la investigación celular y las aplicaciones terapéuticas.

El desafío de suministrar glicanos hidrófilos a las células ha obstaculizado durante mucho tiempo el progreso en la comprensión de sus roles en la salud y la enfermedad. Los glicanos, o azúcares, son vitales para la señalización celular, la respuesta inmune y la interacción con patógenos, sin embargo, su alta solubilidad en agua los hace difíciles de pasar a través de la membrana celular hidrofóbica. Los métodos tradicionales requieren modificar los glicanos con grupos hidrofóbicos y usar disolventes orgánicos como el sulfóxido de dimetilo (DMSO), que pueden ser dañinos para las células y limitar la precisión experimental. El equipo de Gibson abordó este problema empleando un grupo de boro supercaotrópico conocido como B12Br12−.

Esta nanoestructura permite el transporte directo de glicanos hidrófilos a través de la membrana celular sin la necesidad de modificación química o disolventes tóxicos. Una vez dentro de la célula, los azúcares se procesan e incorporan a las glicoproteínas, glicocálix e incluso moléculas de glicRNA recién identificadas. Esta capacidad permite a los investigadores rastrear y manipular las estructuras de los glicanos de manera más efectiva, ofreciendo aplicaciones potenciales en la reprogramación de las superficies celulares y la mejora de la funcionalidad celular. El método se probó utilizando la ingeniería de oligosacáridos metabólicos, una técnica en la que los azúcares modificados con "manos" específicos se introducen en las células para estudiar su comportamiento biológico.

Al aplicar el sistema de entrega de clúster de boro, el equipo introdujo con éxito azúcares no naturales en las células, donde fueron metabolizados e integrados en componentes celulares. Este proceso permitió la creación de superficies celulares personalizables, que podrían usarse para mejorar o modificar las funciones celulares con fines biomédicos. Además de avanzar en la glucobiología, la técnica es prometedora para campos como la autofagia, la criobiología y la investigación de infecciones. La capacidad de administrar glucanos sin alterar su estructura o introducir productos químicos dañinos podría conducir a métodos más seguros y eficientes para estudiar y manipular los procesos celulares.

Los investigadores anticipan que los estudios futuros se centrarán en optimizar la capacidad de entrega del método para igualar o superar las técnicas actuales basadas en la acetilación. El estudio fue realizado por Qiao Tang y sus colegas, con contribuciones del profesor Gibson y su laboratorio. Los hallazgos destacan un cambio hacia enfoques más sostenibles y menos invasivos en la investigación celular, alineándose con esfuerzos más amplios en química verde y materiales biocompatibles. A medida que el campo continúa evolucionando, las implicaciones de este descubrimiento se extienden más allá de la investigación académica, influyendo en el desarrollo de fármacos, la biotecnología y la medicina personalizada.