Bacteriën in ons lichaam binden zich aan verschillende receptoren op het oppervlak van de gastheercel, die bepalen waar de bacteriën leven en hoe ze zich gedragen. Deze receptoren, bestaande uit ketens van suikermoleculen die glycanen worden genoemd, zijn meer dan op het eerste gezicht lijkt. Cellen die bestaan ​​in progressieve ziektetoestanden zoals kanker, kunnen een verhoogd aantal glycaanreceptoren op hun oppervlak hebben.

Het laboratorium van Tina Iverson, Louise B. McGavock-leerstoel en hoogleraar farmacologie, ontdekte het structurele mechanisme waarmee streptokokkenbacteriën zich binden aan glycanen van de gastheercel, wat de deur opent naar nieuwe manieren om bacteriële moleculen te gebruiken om mogelijk kankercellen te detecteren.

Eerder onderzoek heeft aangetoond dat bacteriën zoals streptokokken adhesieve moleculen, SLBR's genaamd, gebruiken om te binden aan glycaanreceptoren op het oppervlak van gastheercellen. Het Iverson-lab veronderstelde dat deze bacteriën de structuur van hun SLBR's kunnen aanpassen om te binden aan een breed scala aan glycaanreceptoren van de gastheer om hen te helpen nieuwe niches in het lichaam te bewonen.

Wat betreft eiwittechnologie, heeft het Iverson-lab bepaald welke structurele SLBR-elementen de keuze van de gastheercelreceptorbinding bepalen. Door het DNA dat codeert voor SLBR's kunstmatig te modificeren en de resulterende eiwitten uit bacteriën te zuiveren, ontdekten ze dat drie lussen in de SLBR - CD, EF en FG genaamd - bepalen aan welke glycanen de bacteriën zullen binden.

Bacteriële hechting aan gastheercelreceptoren is de eerste stap in infectie. Het begrijpen van het mechanisme achter dit proces kan onderzoekers ook helpen bij het identificeren van cellen die zijn verrijkt met oppervlakteglycanen die voorkomen in ziektetoestanden.

Als onderdeel van deze studie ontdekte het Iverson-lab dat commensale bacteriën van de mond binden aan een met suiker bedekt of geglycosyleerd eiwit van de mond dat ook oververtegenwoordigd is in zeer agressieve kankercellen in de meeste carcinomen. Door technieken te ontwikkelen die de selectiviteit van SLBR-glycaan veranderen, is Iverson vastbesloten om een ​​nieuw langetermijndoel aan te pakken:reagentia ontwikkelen die zeer agressieve kankers kunnen identificeren. De glycanen die cellen tot expressie brengen, kunnen dienen als biomarkers om artsen te helpen ziekten op te sporen voor therapeutische interventie.

"We werken aan de uitbreiding van een bibliotheek met glycaanbindende middelen die we in deze studie hebben ontwikkeld, zodat we een groter aantal glycanen kunnen detecteren", zegt Iverson, ook hoogleraar biochemie. "Uiteindelijk zouden we het willen doorontwikkelen tot diagnostische kits."

De studie "Origins of glycan selectivity in streptokokken Siglec-achtige adhesins suggereren mechanismen van receptoradaptatie" werd gepubliceerd in Nature Communications in mei 2022. + Verder verkennen

Suikerketens op celoppervlakken sturen kankercellen om te sterven