Lo zucchero protegge le nostre cellule da virus e batteri. Ma a volta non basta. Ecco perché

Gli scienziati hanno fatto una scoperta che potrebbe cambiare per sempre il concetto di cura quando si tratta di virus e batteri. In quanto patogeni, questi piccoli organismi, sembrano sfruttare lo zucchero per infettarci. Ma attenzione: lo zucchero non è solo quello che mangiamo. Si tratta, infatti, di una delle molecole principali utilizzate dal corpo: le nostre cellule sono ricoperte da uno spesso strato di zucchero che ha lo scopo di proteggerci dagli attacchi virali e batterici. Più dell’80% degli agenti patogeni rimane legato all’esterno delle nostre cellule senza riuscire a penetrare all’interno grazie a questa barriera zuccherina.

Zuccheri, cellule e batteri

Lo zucchero è uno degli elementi più importanti per la vita su questo pianeta, a tal punto che molti scienziati lo chiamano il terzo elemento della vita. I primi due sono il DNA e le proteine. Nonostante il ruolo di protezione che lo zucchero ha nei confronti degli attacchi di virus e batteri, l’anno scorso alcuni ricercatori hanno scoperto che la proteina spike del corona virus ha bisogno di zuccheri – uno in particolare – per potersi legare alle nostre cellule. Lo stesso gruppo di ricerca ha quindi scelto di indagare a fondo sui recettori associati al trio zuccheri-batteri-virus. «Abbiamo stabilito come gli zuccheri si legano e attivano i cosiddetti recettori Siglec che regolano l’immunità. Questi recettori svolgono un ruolo importante, poiché dicono al sistema immunitario di diminuire o aumentare le attività. Questo è un meccanismo importante in relazione alle malattie autoimmuni», spiega il primo autore dello studio, il Postdoc Christian Büll del Centro di Glicomia (CCG) dell’Università di Copenaghen.

Sistema immunitario e zucchero

Le malattie auto-immuni si sviluppano quando il sistema immunitario riceve segnali anomali, di conseguenza attacca lo stesso organismo anziché quelli esterni. I recettori Siglec ricevono segnali proprio grazie allo zucchero contenuto nell’acido sialico. Quest’ultimo è un carboidrato che chiude le catene dello zucchero sulla superficie cellulare. Se i Siglec incontrano determinate catene zuccherine il sistema immunitario deve attivarsi o ridurre la sua attività. «Come parte del nuovo studio, abbiamo creato una libreria cellulare che può essere utilizzata per studiare il modo in cui i vari zuccheri si legano e interagiscono con i recettori. Lo abbiamo fatto creando decine di migliaia di cellule ciascuna contenente un po’ dell’esclusivo linguaggio dello zucchero, che ci consente di distinguerle l’una dall’altra e di studiarne l’effetto e il processo individuale. Questa conoscenza può aiutarci a sviluppare migliori opzioni di trattamento in futuro», afferma il professore associato Yoshiki Narimatsu di CCG. «La superficie delle cellule nella libreria è la stessa di quella che si trova sulle cellule nel loro ambiente naturale. Ciò significa che possiamo studiare gli zuccheri in un ambiente con la presenza naturale, ad esempio, di proteine ​​e altri zuccheri, e possiamo quindi studiare le cellule nella forma in cui li trovano virus e batteri», continua Narimatsu.

Zuccheri e Alzheimer

Durante lo studio, gli scienziati sono anche riusciti a identificare gli zuccheri che si legano a un recettore specifico coinvolto nello sviluppo della malattia di Alzheimer. «La nostra scoperta principale riguarda il recettore Siglec-3. È già noto che le mutazioni nel recettore Siglec-3 svolgono un ruolo in relazione all’Alzheimer, ma non sapevamo a cosa si lega specificamente il recettore. Il nostro metodo ha ora identificato un potenziale zucchero naturale che si lega specificamente al recettore Siglec-3. Questa conoscenza rappresenta un importante passo avanti nella comprensione dei difetti genetici che inducono una persona a sviluppare la malattia», conclude Christian Büll.

La ricerca è stata possibile grazie a un finanziamento della Fondazione Lundbeck e della Fondazione nazionale danese per la ricerca.

Fonti scientifiche

Christian Büll, Rebecca Nason, Lingbo Sun, Julie Van Coillie, Daniel Madriz Sørensen, Sam J. Moons, Zhang Yang, Steven Arbitman, Steve M. Fernandes, Sanae Furukawa, Ryan McBride, Corwin M. Nycholat, Gosse J. Adema, James C. Paulson, Ronald L. Schnaar, Thomas J. Boltje, Henrik Clausen, Yoshiki Narimatsu. Probing the binding specificities of human Siglecs by cell-based glycan arrays. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2021; 118 (17): e2026102118 DOI: 10.1073/pnas.2026102118

Bacteria and viruses infect our cells through sugars: Now researchers want to know how they do it – UNIVERSITY OF COPENAGHEN