Les sucres comme les polysaccharides se trouvent partout dans la nature et sont considérés comme essentiels à la vie. Chez l'homme, ils couvrent la surface de toutes les cellules et la famille des polysaccharides appelés GAG (glycosaminoglycanes) est particulièrement abondante et difficile à analyser.

Les GAG de type héparane sulfate jouent un rôle clé dans la régulation de nombreuses fonctions biologiques, y compris l'inflammation, neurodégénérescence et métastase tumorale. En réalité, un type spécial d'héparane sulfate appelé héparine est actuellement l'un des médicaments les plus utilisés en clinique où il est utilisé pour prévenir la coagulation. Les chercheurs essaient donc intensivement de cartographier les structures détaillées des sulfates d'héparane et de les lier à leurs fonctions biologiques.

Jusque là, seules quelques structures ont été identifiées avec succès, mais cela est peut-être sur le point de changer. Dans une nouvelle étude en Communication Nature du Centre de la Fondation nationale de recherche danoise pour la Glycomique au Département de médecine cellulaire et moléculaire, Université de Copenhague, Rebecca Miller et son équipe ont inventé une nouvelle méthode qui va booster la cartographie de ces structures.

« Déterminer les structures est une question clé dans la recherche sur les sucres. Si nous connaissons la structure, nous pouvons déterminer quels sont les signaux pour des fonctions biologiques spécifiques et envisager des moyens potentiels d'exploiter cela dans le développement de traitements. Ceci est extrêmement important et cliniquement pertinent, comme le montrent les héparines anticoagulantes largement utilisées, et l'application potentielle de nouveaux médicaments à base d'héparine pour de multiples maladies à l'avenir, " dit le Dr Rebecca Louise Miller, auteur correspondant de la nouvelle étude et professeur adjoint au Copenhagen Center for Glycomics.

Une nouvelle technologie et un nouveau financement européen

La nouvelle méthode des chercheurs s'appelle "Shotgun ion Mobility mass spectrometry séquençage" ou SIMMS2. La technique repose sur une spectrométrie de masse avancée pour briser les structures de sucre en fragments plus petits, sépare les, et les empreintes digitales par rapport aux normes connues. Le réassemblage virtuel des morceaux de sucre en une image du sucre d'origine comme un grand puzzle - mais infiniment plus compliqué - peut pour la première fois déterminer de plus grandes séquences de polysaccharides suffisamment grandes pour capturer les signaux qui dirigent les fonctions comme l'anticoagulation.

"L'instrumentation derrière cette nouvelle méthode a été inventée par la société Waters Ltd en 2006 et est disponible pour de nombreuses sociétés pharmaceutiques et chercheurs. Cela signifie que la méthode pourrait être facilement mise en œuvre et largement utilisée pour la découverte de médicaments par de nombreux groupes de recherche dans un court laps de temps. temps, " dit le professeur Jeremy Turnbull, Université de Liverpool et Copenhagen Centre for Glycomics, un co-auteur de l'étude.

L'équipe GAG ​​du Copenhagen Center of Glycomics a récemment signalé la première méthode basée sur les cellules (GAGOme) pour produire toutes les variantes de GAG ​​pour la découverte de fonctions et le développement de thérapies (Chen et al, Méthodes naturelles 2018), et cela sera combiné avec la nouvelle méthode de séquençage des structures GAG. L'espoir est de donner suite à de nombreux effets thérapeutiques prometteurs des héparines dans le cancer et les maladies neurogénératives et de lancer une nouvelle utilisation des GAG en médecine.

Pour continuer le développement de la méthode SIMMS et pionnier de la nouvelle utilisation des GAG en médecine, Miller et Turnbull ont récemment reçu une subvention de l'UE d'une valeur de 3,8 millions d'euros à un consortium qui comprend également des chercheurs de la Freie Universität Berlin, Université d'Utrecht, Université de Liverpool et Institut Karolinska de Stockholm. Ils appliqueront également la méthode pour comprendre les signaux structurels du sulfate d'héparane qui régulent les cellules souches afin de générer des neurones spécialisés pour le traitement de la maladie de Parkinson.