Struttura cristallina di uno streptococco SLBR (Hsa) che si lega con alta affinità al recettore glicano della cellula ospite (sTa). Si prevede che la variazione nella sequenza e nella struttura dei loop proteici SLBR etichettati (CD, EF e FG) controlli la selettività del legame del recettore. Credito:Vanderbilt University
I batteri nel nostro corpo si legano a vari recettori della superficie della cellula ospite, che determina dove vivono i batteri e come si comportano. Questi recettori, costituiti da catene di molecole di zucchero chiamate glicani, sono più di quanto sembri. Le cellule esistenti all'interno di stati patologici progressivi come il cancro possono avere un numero maggiore di recettori glicani sulle loro superfici.
Il laboratorio di Tina Iverson, presidente di Louise B. McGavock e professore di farmacologia, ha scoperto il meccanismo strutturale mediante il quale i batteri dello streptococco si legano ai glicani delle cellule ospiti, aprendo la strada a nuovi modi di utilizzare le molecole batteriche per rilevare potenzialmente le cellule tumorali.
Ricerche precedenti hanno dimostrato che batteri come gli streptococchi utilizzano molecole adesive chiamate SLBR per legarsi ai recettori glicani sulla superficie delle cellule ospiti. Il laboratorio Iverson ha ipotizzato che questi batteri possano adattare la struttura dei loro SLBR per legarsi a un'ampia gamma di recettori glicani ospiti per aiutarli ad abitare nuove nicchie nel corpo.
Passando all'ingegneria delle proteine, il laboratorio Iverson ha determinato quali elementi strutturali SLBR controllano la scelta del legame del recettore della cellula ospite. Modificando artificialmente il DNA codificante per gli SLBR e purificando le proteine risultanti dai batteri, hanno scoperto che tre anelli nell'SLBR, chiamati CD, EF e FG, controllano a quali glicani si legheranno i batteri.
L'attaccamento batterico ai recettori delle cellule ospiti è il primo passo nell'infezione. Comprendere il meccanismo alla base di questo processo può anche aiutare i ricercatori a identificare le cellule arricchite di glicani di superficie che esistono all'interno degli stati patologici.
Come parte di questo studio, il laboratorio Iverson ha scoperto che i batteri commensali della bocca si legano a una proteina della bocca rivestita di zucchero o glicosilata che è anche sovrarappresentata nelle cellule tumorali altamente aggressive nella maggior parte dei carcinomi. Sviluppando tecniche che alterano la selettività del glicano SLBR, Iverson è determinato ad affrontare un nuovo obiettivo a lungo termine:lo sviluppo di reagenti in grado di identificare tumori altamente aggressivi. I glicani che le cellule esprimono possono fungere da biomarcatori per aiutare i medici a indirizzare le malattie per l'intervento terapeutico.
"Stiamo lavorando per espandere una libreria di agenti leganti glicani che abbiamo sviluppato in questo studio per consentirci di rilevare una gamma più ampia di glicani", ha affermato Iverson, anche lui professore di biochimica. "Alla fine vorremmo svilupparlo in kit diagnostici".
Lo studio "Origins of glycan selectivity in streptococcal Siglec-like adhesins suggeriscono meccanismi di adattamento del recettore" è stato pubblicato su Nature Communications nel maggio 2022. + Esplora ulteriormente
