p Considerando que grandes avanços foram feitos na genômica, metabolômica, ou pesquisa de proteínas e lipídios, a glicosilação permanece amplamente inexplorada na escala do proteoma. Existem tecnologias limitadas para o perfil do glicoproteoma complexo. As glicoproteínas podem diferir não apenas pelo número e localização dos glicositas, mas também pela composição e estrutura de cada glicano. A glicoproteômica é "uma das principais fronteiras das ciências da vida, "diz o líder do estudo Josef Penninger, MD, Diretor IMBA. p Para superar as limitações técnicas que obstruíram o campo, O grupo de Penninger desenvolveu métodos e algoritmos de espectrometria de massa que finalmente permitem a identificação abrangente de estruturas complexas de açúcar e seu mapeamento para locais dentro das proteínas correspondentes. Sua nova plataforma de glicoproteômica comparativa é publicada na edição atual da Natureza . Denominado SugarQb, para Biologia Quantitativa do Açúcar, sua abordagem permite percepções globais sobre a glicosilação de proteínas e modificações de glicano em sistemas biológicos. Eles aplicaram essa plataforma a dois empolgantes estudos de prova de princípio - uma análise de glicoproteomas de células-tronco embrionárias, e a identificação das glicoproteínas necessárias para a toxicidade da ricina.

p Usando a nova metodologia SugarQb, os autores estabeleceram um primeiro esboço dos glicoproteomas de células-tronco embrionárias humanas e murinas. Seus resultados quase dobraram o número de todas as glicoproteínas conhecidas em toda a literatura. Eles também descobriram várias novas proteínas glicosiladas, incluindo modificações de açúcares evolutivamente conservadas, bem como espécies específicas em fatores de pluripotência de células-tronco humanas e murinas. Muitas das proteínas glicosiladas que eles descobriram se localizam na membrana plasmática e estão implicadas na sinalização célula a célula, interações celulares, bem como o desenvolvimento embrionário.

p A ricina é uma toxina vegetal altamente venenosa e uma arma biológica. O contrabando de ricina levanta preocupações de que ela possa ser utilizada por terroristas e organizações terroristas. Vários políticos dos EUA - incluindo o presidente Barack Obama - receberam cartas contendo vestígios do veneno. Atualmente não há antídotos para a exposição à ricina - então, vários grupos, de empresas farmacêuticas a militares, estão interessados ​​em identificar terapias para tratar ou prevenir a toxicidade da ricina. O grupo de Penninger tinha acabado de descobrir que as células mutantes com defeito para fucosilação, um tipo de glicosilação que adiciona açúcares de fucose, eram resistentes à ricina. Contudo, os alvos fucosilados que suportam a toxicidade da ricina eram desconhecidos.

p Usando SugarQb, os primeiros autores Jasmin Taubenschmid, Estudante de doutorado na IMBA, e o pesquisador de proteoma Johannes Stadlmann, poderiam agora obter os glicoproteomas dessas células resistentes à ricina:as glicoproteínas que foram alteradas nas células mutantes poderiam desempenhar um papel em sua resistência. De fato, a equipe descobriu seis novos jogadores que orquestram a toxicidade da ricina. A perda de qualquer uma dessas proteínas tornou as células humanas resistentes à ricina, assim como as células com defeito para fucosilação. Suas descobertas sugerem que a fucosilação desses novos jogadores é necessária para a sensibilidade à ricina e fornece muitos novos alvos terapêuticos para a descoberta de drogas.

p SugarQb está disponível gratuitamente para todos os cientistas. "Esperamos que nossa plataforma permita que equipes de pesquisa em todo o mundo mapeiem este território desconhecido, identificando as estruturas de açúcar e suas posições nas proteínas correspondentes, "diz Johannes Stadlmann." A glicosilação desempenha um papel fundamental em muitas doenças, incluindo câncer - SugarQb permitirá que os cientistas descubram novos mecanismos em biologia e estratégias de tratamento para doenças. Também pode ser usado por médicos para definir assinaturas glicoproteômicas aberrantes como biomarcadores de doença e para rastrear respostas à terapia, "acrescenta Josef Penninger, último autor e diretor científico do IMBA.