Quando pensi allo zucchero, probabilmente pensi allo zucchero da tavola dolce, bianco e cristallino che usi per preparare biscotti o addolcire il caffè. Ma lo sapevi che all’interno del nostro corpo, semplici molecole di zucchero possono essere collegate tra loro per creare potenti strutture collegate a problemi di salute, tra cui cancro, invecchiamento e malattie autoimmuni?
Queste lunghe catene di zucchero che coprono ciascuna delle nostre cellule sono chiamate glicani e, secondo la National Academy of Sciences, la creazione di una mappa della loro posizione e struttura ci introdurrà in una nuova era della medicina moderna. Questo perché il glycome umano – l’intera collezione di zuccheri all’interno del nostro corpo – ospita glicani ancora da scoprire che potrebbero aiutare i medici a diagnosticare e curare i loro pazienti.
Gli studi
Lo studio dei glicani risale a circa 20 anni prima del completamento del Progetto Genoma Umano nel 2003 che ha fatto conoscere a molte persone parole come DNA, genomica e persino aproteomica: lo studio delle proteine. Una delle ragioni di questo ritardo è che gli scienziati non hanno sviluppato gli strumenti per identificare rapidamente le strutture dei glicani e il modo in cui aggrediscono le cellule.
Mentre la maggior parte dei laboratori si concentra sulla ricerca cellulare o molecolare, il laboratorio che si sta occupando dello studio si dedica allo sviluppo di tecnologie per caratterizzare e strutture dei glicani con lo scopo di catalogare le centinaia di migliaia di zuccheri e le loro posizioni su vari tipi di cellule e quindi utilizzare queste informazioni per adattare le terapie mediche a ciascun individuo.
Perché ci preoccupiamo dei glicani?
Insieme al DNA, alle proteine e ai grassi, i glicani sono una delle quattro principali macromolecole essenziali per la vita.
Di questi quattro, i glicani sono gli arbitri finali di come si comportano le nostre cellule.
Il DNA definisce il nostro aspetto fisico, la nostra capacità di pensare e comportarci, e determina anche le malattie alle quali siamo più soggetti. All’interno del nostro DNA ci sono brevi segmenti, geni, che spesso contengono istruzioni su come sintetizzare le proteine.
Il compito principale dei glicani è di modificare le proteine e i grassi che si trovano sulla superficie delle nostre cellule. Ogni singola cellula del corpo umano è ricoperta da glicani che vengono assemblati utilizzando come base elementare zuccheri semplici. Rilevando il tipo di rivestimento di zucchero presente, le nostre cellule immunitarie possono identificare altre cellule come amici o nemici.
l Glicani etichettano le nostre cellule e le identificano
Essendo al di fuori delle nostre cellule, i glicani sono il primo punto di contatto per la maggior parte delle interazioni cellulari e quindi influenzano il modo in cui le nostre cellule comunicano tra loro. Puoi anche pensare ai glicani come a un “codice a barre“.
Nuove ricerche hanno anche dimostrato che i glicani giocano un ruolo enorme nello sviluppo di malattie autoimmuni come l’artrite reumatoide e la pancreatite autoimmune.
Normalmente, le nostre cellule immunitarie agiscono come “sistema di difesa” a quando il corpo etichetta erroneamente le nostre stesse cellule come il nemico e lancia un attacco interno su se stesso, nasce l’autoimmunità. È interessante notare che, in tali casi, sono i glicani presenti sugli anticorpi che si comportano male e che dettano la forza dell’attacco al corpo.
I glicani nel nostro cibo possono innescare le risposte immunitarie
Ci sono stati molti studi che collegano il consumo di carne rossa con malattie come l’aterosclerosi e il diabete, ma non sono stati in grado di mostrare perché o come ciò si verifica. Uno studio interessante suggerisce che il colpevole è uno zucchero chiamato, acido n-glicolilneuraminico sialico non umano, o Neu5Gc che si trova in tutti i mammiferi tranne gli umani e che viene incorporato nelle nostre cellule mangiando carne rossa e può scatenare l’infiammazione cronica in tutto il corpo che può portare ad infarto, ictus e persino cancro.
Il team di ricerca ha ora sviluppato metodi per monitorare rapidamente e in modo affidabile il glycome umano. Sfruttando i progressi ingegneristici e i miglioramenti nell’elaborazione dei campioni, la nostra tecnica può monitorare migliaia di glicani contemporaneamente, il che ci consente di caratterizzare i glicani nelle cellule da controlli sani e pazienti con una varietà di malattie diverse. Il nostro obiettivo è utilizzare questi dati per sviluppare modelli predittivi per aiutare i medici a diagnosticare e trattare tutte le malattie umane. Crediamo che una nuova ondata di progressi medici arriverà quando sbloccheremo il “codice zucchero“.