Método de laboratorio distingue azúcares isómeros sobre superficies

Tres moléculas de azúcar pueden tener exactamente la misma fórmula química y la misma masa, y aun así estar construidas de forma diferente. Esa diferencia en la disposición determina cómo reconoce el organismo una molécula y cómo se comporta en un material. Identificar estos casi gemelos sobre una superficie, y localizar cada uno en el lugar que ocupa, ha sido un problema analítico difícil.

Un equipo dirigido por investigadores del NPL, el laboratorio británico, junto con la Universidad de Surrey, la Universidad de Oxford, el Instituto Francis Crick e IONTOF GmbH, ha desarrollado un método que hace exactamente eso. Se basa en la espectrometría de masas de iones secundarios con Orbitrap, o OrbiSIMS, una técnica desarrollada por primera vez en el NPL. La superficie se bombardea con iones, y las moléculas se fragmentan siguiendo patrones que dependen de su estructura. El instrumento también reacciona a esas diferencias estructurales mientras los fragmentos lo atraviesan. En conjunto, estos efectos añaden una nueva dimensión a la medición, que proporciona imágenes sensibles a la estructura tomadas directamente desde la superficie, sin ninguna preparación adicional de la muestra.

Los investigadores probaron el enfoque con rafinosa, maltotriosa y melezitosa, tres trisacáridos isoméricos, es decir, azúcares formados por tres unidades con la misma fórmula y masa. El método distinguió los tres. Como combina la identificación con la localización espacial, puede mostrar cómo se disponen en una muestra compleja biomoléculas con funciones diferentes. El artículo aparece en Nature Communications.

Para los autores, la utilidad está en los campos donde importan las pequeñas diferencias estructurales: la glicómica, la obtención de imágenes de lípidos y metabolitos, y los biomateriales. Afirman que el trabajo podría acelerar el descubrimiento y la validación de biomarcadores, fármacos y terapias, y aportar mediciones coherentes entre instrumentos, centros y flujos de trabajo. También prevén que respalde diagnósticos y tratamientos a medida que avancen hacia su adopción en el NHS. Los investigadores de esos campos ganarían una forma de ver la estructura molecular allí donde se encuentra. Los pacientes se beneficiarían más adelante, si el método demuestra su valor en entornos clínicos, y el equipo no da fecha para ello.

El resultado sigue siendo una demostración de laboratorio sobre tres moléculas de azúcar. Sus autores plantean el diagnóstico más temprano y un tratamiento más personalizado como objetivo a largo plazo, no como una capacidad actual.