Açúcares como polissacarídeos são encontrados em toda parte na natureza e são considerados essenciais para o surgimento da vida. Em humanos, eles cobrem a superfície de todas as células e a família de polissacarídeos chamados GAGs (glicosaminoglicanos) são particularmente abundantes e difíceis de analisar.

GAGs do tipo heparan sulfato desempenham papéis importantes na regulação de muitas funções biológicas, incluindo inflamação, neurodegeneração e metástase tumoral. Na verdade, um tipo especial de sulfato de heparana chamado heparina é atualmente um dos medicamentos mais usados ​​na clínica onde é usado para prevenir a coagulação. Os pesquisadores estão, portanto, tentando mapear intensamente as estruturas detalhadas dos sulfatos de heparano e vinculá-los às suas funções biológicas.

Até aqui, apenas algumas estruturas foram identificadas com sucesso, mas isso pode estar prestes a mudar. Em um novo estudo em Nature Communications do Centro da Fundação Nacional de Pesquisa Dinamarquesa para Glicômica no Departamento de Medicina Celular e Molecular, Universidade de Copenhague, Rebecca Miller e sua equipe inventaram um novo método que vai impulsionar o mapeamento dessas estruturas.

“Determinar as estruturas é uma questão chave na pesquisa sobre açúcares. Se conhecermos a estrutura, podemos determinar quais são as pistas para funções biológicas específicas e considerar maneiras potenciais de explorar isso no desenvolvimento de terapêuticas. Isso é extremamente importante e clinicamente relevante, como mostrado pelas heparinas anticoagulantes amplamente utilizadas, e a aplicação potencial de novos medicamentos à base de heparina para várias doenças no futuro, "diz a Dra. Rebecca Louise Miller, autor correspondente do novo estudo e professor assistente no Copenhagen Center for Glycomics.

Uma nova tecnologia e um novo financiamento da UE

O novo método dos pesquisadores é chamado de 'sequenciamento de espectrometria de massa de mobilidade de íons Shotgun' ou SIMMS2. A técnica se baseia em espectrometria de massa avançada para quebrar as estruturas de açúcar em fragmentos menores, separe-os, e as impressões digitais em comparação com os padrões conhecidos. A remontagem virtual das peças de açúcar em uma imagem do açúcar original como um grande quebra-cabeça - apenas infinitamente mais complicado - pode pela primeira vez determinar sequências maiores de polissacarídeos que são grandes o suficiente para capturar os sinais que direcionam funções como anticoagulação.

"A instrumentação por trás deste novo método foi inventada pela empresa Waters Ltd em 2006 e está disponível para muitas empresas farmacêuticas e pesquisadores. Isso significa que o método pode ser facilmente implementado e amplamente utilizado para a descoberta de medicamentos por muitos grupos de pesquisa em um curto período de Tempo, "diz o professor Jeremy Turnbull, Universidade de Liverpool e Copenhagen Centre for Glycomics, um co-autor do estudo.

A equipe GAG ​​no Copenhagen Center of Glycomics relatou recentemente o primeiro método baseado em células (GAGOme) para produzir todas as variantes de GAGs para a descoberta de funções e desenvolvimento de terapêuticas (Chen et al, Métodos da Natureza 2018), e isso será combinado com o novo método de sequenciamento de estruturas GAG. A esperança é acompanhar muitos efeitos terapêuticos promissores das heparinas no câncer e doenças neurogenerativas e ser pioneiro no novo uso de GAGs na medicina.

Para continuar o desenvolvimento do método SIMMS e o uso pioneiro de GAGs na medicina, Miller e Turnbull receberam recentemente uma bolsa da UE no valor de € 3,8 milhões para um consórcio que também inclui pesquisadores da Freie Universität Berlin, Universidade de Utrecht, University of Liverpool e Karolinska Institutet em Estocolmo. Eles também aplicarão o método para entender as pistas estruturais do sulfato de heparano que regulam as células-tronco para gerar neurônios especializados para o tratamento da doença de Parkinson.