Los científicos han desarrollado una forma de identificar biomarcadores para una amplia gama de enfermedades mediante la evaluación de los anticuerpos que estamos produciendo para los azúcares complejos que recubren nuestras células.
El nuevo y altamente sensible Luminex Multiplex Glycan Array permite el tipo de volumen necesario para establecer asociaciones entre los niveles de anticuerpos en nuestra sangre con estos azúcares o glucanos complejos, y las condiciones de cáncer a enfermedades autoinmunes y demencia, informan en la revista Comunicaciones de la naturaleza .
"Para muchas enfermedades que nos matan todos los días, todavía no hay buenos biomarcadores", dice el Dr. Jin-Xiong She, director del Centro de Biotecnología y Medicina Genómica en el Colegio Médico de Georgia en la Universidad de Augusta y Georgia Research AllianceErudito eminente en medicina genómica.
El recubrimiento de azúcar en nuestras células apenas es glaseado, es esencial para la salud celular y la nuestra. Ayuda a las células a saber a qué otras células se unen; su naturaleza adhesiva incluso las ayuda a adherirse a otras células. Puede ayudar a asegurar una carga negativa en elsuperficie celular que mantiene el contenido celular dentro y proporciona protección contra bacterias o virus. Ayuda a garantizar que las proteínas que producen nuestras células se mantengan en la tarea. Incluso ayuda a nuestro sistema inmunológico a reconocer nuestras células como nosotros.
Pero el recubrimiento de azúcar también puede, a menudo inexplicablemente, convertirse en un objetivo para nuestro sistema inmunológico, lo que puede alterar drásticamente la función celular y provocar enfermedades.
Al igual que nuestras células, las perlas de la nueva matriz están recubiertas de azúcar. Al exponerles la sangre o el suero del paciente, los científicos pueden ver contra qué glicanos está produciendo anticuerpos y cuánto están produciendo, buscando tendencias que puedan predecircurso de la enfermedad, incluso potencialmente algún día diagnosticará su enfermedad.
De hecho, el equipo científico dirigido por Ella ya ha utilizado la matriz para identificar un biomarcador potencial para un alto riesgo de recaída del cáncer de ovario después de la cirugía y los regímenes de quimioterapia estándar.
"Si bien creemos que esta nueva prueba eventualmente nos permitirá hacer muchas cosas, en este momento tenemos evidencia de que puede ayudar a determinar los biomarcadores para aquellos en riesgo de recaída por cáncer", dice She, autor correspondiente del estudio publicado.
La capacidad de observar rápidamente un gran número de muestras de pacientes y glucanos es particularmente importante cuando la recolección de datos aún está muy avanzada para ver qué significa todo, dice Ella.
Teoriza que las evaluaciones de anticuerpos de glucano de amplio rango algún día podrían formar parte de un examen de rutina del paciente, como los niveles sanguíneos de colesterol y lípidos, que proporcionan pistas tempranas de que algo anda mal.
"Con esta nueva tecnología, podemos explorar lo que es normal y lo que es la enfermedad. Esto es solo el comienzo".
Los anticuerpos contra glicanos ya se usan de manera rutinaria para determinar las mejores coincidencias para las transfusiones de sangre y los trasplantes de órganos, pero la capacidad de observar rápidamente la respuesta a cientos de glicanos a la vez amplía enormemente su potencial de diagnóstico y pronóstico, dice Ella.
Las proteínas determinan la función celular y aproximadamente la mitad de las proteínas que fabricamos son modificadas por los glicanos en un proceso bioquímico continuo y fundamental, dice el Dr. Sharad Purohit, bioquímico en el Centro MCG de Biotecnología y Medicina Genómica y co-investigador y autor.
No se comprende completamente por qué se fabrican los anticuerpos contra el glucano. Puede ser que parte del azúcar que consumimos incite a nuestro cuerpo a producir anticuerpos que también se dirigen a estos azúcares complejos en nuestras células. Puede ser que algunos glucanos que recubren nuestras células sean simplemente malos ynecesitan ser eliminados. Pero al igual que con otras respuestas protectoras del cuerpo natural, como la inflamación, los resultados a veces también pueden producir enfermedades. Está claro que la presencia de anticuerpos contra el glucano es mala en algunas personas, dice.
Sin embargo, sucede que son los azúcares complejos alterados los que cambian la función de las proteínas y nos ponen en riesgo de contraer enfermedades, señala.
El equipo de MCG y otros tienen evidencia temprana, por ejemplo, de que algunas células anormales, como las células cancerosas, tienen recubrimientos de azúcar claramente diferentes, tal vez cambiados por exposiciones ambientales como alimentos o toxinas, así como la genética familiar.
Ella es investigadora principal en una nueva subvención de $ 1.6 millones de los Institutos Nacionales de Salud que está permitiendo otra expansión significativa tanto en el volumen de muestras de pacientes como en los glicanos que la matriz puede manejar.
La tecnología actual puede expandirse para analizar 500 glicanos en más de 1,000 muestras diarias, pero planean duplicar el número de glicanos con los nuevos estudios. La tecnología anterior tomaría un par de días para observar una gran cantidad de glicanos, pero en soloUn puñado de pacientes, señala. Los científicos también están comenzando a poner su disposición a disposición de otros investigadores, incluido el suministro de cuentas de glucano listas para usar en sus laboratorios.
Su primera versión de la matriz tenía bolas magnéticas recubiertas con 184 glicanos diferentes que permitieron el análisis rápido y simultáneo de 384 muestras de sangre o suero de pacientes, dice Purohit.
Sus evaluaciones publicadas usando ese ensayo encontraron que las pacientes con cáncer de ovario con altos niveles de anticuerpos contra el glucano 11 en la sangre, por ejemplo, tenían una probabilidad significativamente menor de supervivencia. Encontraron que el glucano 147 también se asociaba con una supervivencia más pobre, mientras que los glucanos 54 y 49fueron consistentemente altos en todos los pacientes.
"Esto realmente se trata de predecir el resultado clínico inmediatamente después del tratamiento para cada paciente", dice Ella. "Lo que queremos hacer es identificar un biomarcador que pueda separar a los pacientes que tienen una probabilidad de supervivencia pobre versus buena".
Aquellos identificados con un pronóstico precario podrían ser considerados desde el principio para una terapia adicional y / o más agresiva en lugar de esperar una recaída de la enfermedad, dice She, quien está hablando con los médicos sobre los ensayos clínicos.
El gran impacto de los glicanos en el bienestar y las enfermedades ha hecho de la glicociencia una iniciativa importante del NIH, que también apoyó el estudio recientemente publicado.
El recubrimiento de azúcar en nuestras células proviene en parte de los alimentos que consumimos, como los carbohidratos, pero nuestro cuerpo también produce algunos azúcares que quizás no obtengamos de nuestra dieta.
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Materiales proporcionados por Facultad de Medicina de Georgia en la Universidad de Augusta . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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