Gli scienziati hanno sviluppato un metodo per far entrare gli zuccheri direttamente nelle cellule

Gli scienziati hanno sviluppato un nuovo metodo per fornire zuccheri idrofili direttamente nelle cellule dei mammiferi, aggirando la necessità di solventi organici tossici tradizionalmente utilizzati nella consegna di glicani. La svolta è stata raggiunta dal professor Matthew Gibson e dal suo team dell'Università di Manchester, che ha utilizzato un cluster di boro supercaotropico per facilitare il trasporto di queste biomolecole essenziali.

La sfida di fornire gli glicani idrofili nelle cellule ha a lungo ostacolato il progresso nella comprensione del loro ruolo nella salute e nella malattia. I glicani, o zuccheri, sono vitali per la segnalazione cellulare, la risposta immunitaria e l'interazione con gli agenti patogeni, ma la loro elevata solubilità in acqua li rende difficili da attraversare la membrana cellulare idrofoba. I metodi tradizionali richiedono la modifica dei glicani con gruppi idrofobi e l'uso di solventi organici come il dimetilsulfossido (DMSO), che può essere dannoso per le cellule e limitare l'accuratezza sperimentale. Il team di Gibson ha affrontato questo problema impiegando un cluster di boro superchaotropico noto come B12Br12−2.

Questa nanostruttura consente il trasporto diretto dei glicani idrofili attraverso la membrana cellulare senza la necessità di modifiche chimiche o solventi tossici. Una volta all'interno della cellula, gli zuccheri vengono elaborati e incorporati in glicoproteine, glicocalisi e persino in molecole glycoRNA di recente identificazione. Questa capacità consente ai ricercatori di tracciare e manipolare le strutture dei glicani in modo più efficace, offrendo potenziali applicazioni nella riprogrammazione delle superfici cellulari e nel miglioramento della funzionalità cellulare. Il metodo è stato testato utilizzando l'ingegneria degli oligosaccaridi metabolici, una tecnica in cui gli zuccheri modificati con "manico" specifici vengono introdotti nelle cellule per studiare il loro comportamento biologico.

Applicando il sistema di distribuzione dei cluster di boro, il team ha introdotto con successo gli zuccheri innaturali nelle cellule, dove sono stati metabolizzati e integrati nei componenti cellulari. Questo processo ha permesso la creazione di superfici cellulari personalizzabili, che potrebbero essere utilizzate per migliorare o modificare le funzioni cellulari a fini biomedici. Oltre a far progredire la glicobiologia, la tecnica è promettente per campi come l'autofagia, la criobiologia e la ricerca sulle infezioni. La capacità di distribuire gli glicani senza alterarne la struttura o l'introduzione di sostanze chimiche nocive potrebbe portare a metodi più sicuri ed efficienti per lo studio e la manipolazione dei processi cellulari.

I ricercatori prevedono che gli studi futuri si concentreranno sull'ottimizzazione della capacità di consegna del metodo per eguagliare o superare le attuali tecniche basate sull'acetilazione. Lo studio è stato condotto da Qiao Tang e colleghi, con il contributo del professor Gibson e del suo laboratorio. I risultati evidenziano un cambiamento verso approcci più sostenibili e meno invasivi nella ricerca cellulare, allineandosi con sforzi più ampi in chimica verde e materiali biocompatibili.