Národní centrum pro výzkum biomolekul spouští 4GLYCO: platformu pro komerční využití lektinů

Proč jsou sacharidy důležité 

Sacharidy (cukry) si většina lidí spojuje hlavně se zdrojem energie. V biologii ale plní ještě jednu zásadní roli – fungují jako informační molekuly. Na povrchu buněk vytvářejí složité „sacharidové štítky“, podle kterých tělo poznává, o jaký typ buňky jde. Každá buňka má svou jedinečnou sacharidovou výbavu. 

Jedním z nejznámějších příkladů jsou krevní skupiny A, B a 0. Všechny vycházejí ze stejného cukerného základu, ale liší se typem poslední cukerné jednotky navázané na konci řetězce. Krevní skupina A má oproti skupině 0 navíc N-acetylgalaktosamin, krevní skupina B galaktosu. Tyto drobné rozdíly rozhodují například o tom, zda je krev dárce a příjemce vzájemně slučitelná. 

Sacharidy se liší u různých typů buněk a mění se nejen během vývoje organismu, ale také v důsledku řady nemocí. Například u nádorových onemocnění dochází ke specifickým změnám v cukerných strukturách na povrchu buněk nebo bílkovinách. Díky tomu mohou sloužit jako diagnostické ukazatele. Příkladem je PSA – bílkovina sledovaná u rakoviny prostaty. Nejde jen o její množství v krvi, ale i o složení její sacharidové části, které může zpřesnit diagnostiku. 

Co jsou lektiny 

Lektiny jsou bílkoviny, které dokážou rozpoznat a vázat sacharidy. Podobně jako různé klíče pasují do různých zámků, dokážou různé lektiny rozpoznávat různé sacharidy a „číst“ tak informaci uloženou ve struktuře sacharidů.   

Výzkumná skupina Michaely Wimmerové působící v Národním centru pro výzkum biomolekul Přírodovědecké fakulty a na CEITEC MU se dlouhodobě věnuje studiu lektinů. Zaměřuje se zejména na lektiny z podmíněně patogenních organismů, které jsou nebezpečné pro osoby s oslabeným imunitním systémem (např. pacienti s cystickou fibrózou nebo lidé užívající imunosupresiva). Tyto organismy používají lektiny k rozpoznání cukerných značek na hostitelských buňkách, což jim pomáhá přichytit se k nim a proniknout dovnitř. 

Tým také spolupracuje se zahraničními pracovišti na vývoji sacharidových inhibitorů, které by mohly zamezit přichycení patogenu k buňce a zabránit tak infekci. Takové inhibitory by mohly v budoucnu sloužit jako doplněk či alternativa k antibiotické léčbě. 

Lektiny jako nástroje pro výzkum 

Lektiny se využívají také jako molekulární nástroje k mapování sacharidových struktur. Kombinací různých lektinů, které rozpoznávají různé typy cukrů, lze vytvořit jakýsi „sacharidový otisk prstu“ buňky nebo bílkoviny. Ten umožňuje detailně sledovat změny, ke kterým dochází například u rakoviny, během infekce nebo při diferenciaci kmenových buněk. Například lektin BC2L-CN, poprvé popsáný týmem Michaely Wimmerové, se pro tento účel ukázal jako mimořádně užitečný nástroj: japonská skupina zjistila, že se váže pouze na nediferencované kmenové buňky, což umožňuje jejich snadné rozlišení od buněk diferencovaných (specializovaných) a odhalilo jeho potenciál ve výzkumu kmenových buněk. 

Platforma 4GLYCO 

K podobnému typu výzkumu nyní mohou být využity i lektiny nabízené prostřednictvím platformy 4GLYCO. Ve světě existují biotechnologické firmy, které lektiny nabízejí - včetně těch, které studoval tým Michaely Wimmerové. K rozhodnutí zpřístupnit tyto produkty komerční formou přispěla také zpětná vazba hodnotitele jednoho z grantů, který skupinu vyzval, aby své lektiny nabídla širší vědecké komunitě. Platforma 4GLYCO nyní umožňuje využít tyto lektiny vědcům po celém světě. 

Jak uvádí Michaela Wimmerová: „Aktuálně portfolio obsahuje základní sadu lektinů, která se bude postupně rozšiřovat o nové produkty po publikaci výsledků jejich výzkumu v odborné literatuře. Některé z nabízených lektinů jsou unikátní a dosud nebyly komerčně dostupné. U produktů, které na trhu již existují, pak může 4GLYCO nabídnout vyšší kontrolu kvality a podporu než konkurence.“