Un equipo internacional liderado por CIC bioGUNE, miembro de BRTA, ha desarrollado una innovadora herramienta basada en resonancia magnética nuclear (RMN) que permite observar, con un nivel de detalle sin precedentes, cómo las proteínas encargadas de interpretar la información contenida en los azúcares de la superficie celular reconocen y seleccionan sus objetivos en células vivas.
El estudio, publicado en la revista Journal of the American Chemical Society (JACS), resuelve una de las principales limitaciones para analizar estas interacciones en su entorno natural y abre nuevas oportunidades para comprender mejor los mecanismos de reconocimiento molecular implicados en el cáncer, la regulación del sistema inmunitario y otras enfermedades.
Las células están recubiertas por una capa de azúcares conocida como glicocálix, cuya composición regula procesos esenciales como la adhesión, la comunicación y la señalización celular. Las proteínas galectinas son las responsables de interpretar esta información molecular. Sin embargo, aunque todas reconocen un mismo tipo de azúcar muy abundante, denominado LacNAc, cada una desempeña funciones biológicas diferentes. Comprender cómo logran esta aparente selectividad ha sido durante años uno de los grandes retos de la glicociencia.
Para abordar este desafío, el equipo investigador, dirigido por Ana Ardá y Jesús Jiménez-Barbero, ha desarrollado una estrategia basada en la incorporación de átomos de flúor (19F) en un punto concreto de las galectinas. Como el flúor prácticamente no existe de forma natural en las biomoléculas, la técnica genera una señal limpia que elimina el "ruido" del complejo entorno celular y permite seguir exclusivamente el comportamiento de las proteínas marcadas.
Esta aproximación actúa como una auténtica "lupa molecular", capaz de monitorizar simultáneamente varias galectinas, incluso cuando compiten por un mismo objetivo en la superficie de las células vivas.
Gracias a esta tecnología, la investigación demuestra que las galectinas no funcionan como simples detectores de un azúcar común, sino como auténticas "lectoras del contexto", cuya especificidad depende de cómo se presentan esos azúcares y de la competencia con otras proteínas presentes en el entorno celular.
Entre los principales resultados destaca la identificación de Galectina-9 como la principal proteína capaz de reconocer el receptor inmunitario TIM-3, una molécula de gran interés en inmunoterapia contra el cáncer. Los experimentos muestran que esta galectina reconoce preferentemente a TIM-3 incluso cuando coexiste con otras galectinas capaces de unirse al mismo tipo de azúcar.
Además, por primera vez ha sido posible visualizar directamente cómo distintas galectinas, como Galectina-1 y Galectina-3, compiten entre sí por acceder a los azúcares presentes en la superficie de células vivas, un fenómeno que influye en procesos relacionados con el crecimiento tumoral y la regulación de la respuesta inmunitaria.
Más allá de las galectinas, la metodología desarrollada constituye una nueva plataforma para estudiar cómo numerosas proteínas reconocen sus dianas en condiciones biológicas reales. La posibilidad de analizar estas interacciones directamente en células vivas, con resolución molecular y sin interferencias de fondo permitirá acelerar el desarrollo de fármacos, vacunas y terapias más selectivas.
El estudio ha contado con financiación de la Fundación Mizutani para la Glicociencia, la Unión Europea, a través del programa Horizon Europe Marie Skłodowska-Curie, la Agencia Estatal de Investigación, el Gobierno Vasco y CIBERES, entre otras entidades.
Referencia: Bartoloni, M., del Balzo, D., Florencio-Zabaleta, M., Mercogliano, M., Bertuzzi, S., Delgado, S., Hernández, I., Oiarbide, M., Landa, A., Diercks, T., Unione, L., Jiménez-Barbero, J., & Ardá, A. Decoding galectin–glycan recognition with 19F-tagged lectins: From simple glycans to the cellular glycocalyx. Journal of the American Chemical Society. DOI: 10.1021/jacs.6c09813.
Sobre CIC bioGUNE
El Centro de Investigación Cooperativa en Biociencias (CIC bioGUNE), miembro del Basque Research & Technology Alliance (BRTA), ubicado en el Parque Tecnológico de Bizkaia, es una organización de investigación biomédica que desarrolla investigación de vanguardia en la interfaz entre la biología estructural, molecular y celular, con especial atención en el estudio de las bases moleculares de la enfermedad, para ser utilizada en el desarrollo de nuevos métodos de diagnóstico y terapias avanzadas.
Sobre BRTA
BRTA es una alianza formada por 4 centros de investigación colaborativa (CIC bioGUNE, CIC nanoGUNE, CIC biomaGUNE y CIC energiGUNE) y 13 centros tecnológicos (Azterlan, Azti, Ceit, Cidetec, Gaiker, Ideko, Ikerlan, Leartiker, Lortek, Neiker, Tecnalia, Tekniker y Vicomtech) que tienen el objetivo de desarrollar soluciones tecnológicas avanzadas para el tejido empresarial vasco.
Con el apoyo del Gobierno Vasco, el Grupo SPRI y las Diputaciones forales de los tres territorios, la alianza busca impulsar la colaboración entre los centros que la integran, reforzar las condiciones para generar y transmitir conocimiento a las empresas con la intención de contribuir a su competitividad y proyectar la capacidad científico-tecnológica vasca en el exterior.
BRTA cuenta con una plantilla de 3.500 profesionales, ejecuta el 22% de la inversión en I+D de Euskadi, registra una facturación anual superior a los 300 millones de euros y genera 100 patentes europeas e internacionales al año.
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