Metodo di laboratorio mappa zuccheri apparentemente identici

Tre molecole di zucchero possono avere esattamente la stessa formula chimica e la stessa massa, pur essendo costruite in modo diverso. Questa differenza di disposizione determina il modo in cui una molecola viene riconosciuta dall'organismo e il suo comportamento in un materiale. Individuare tali molecole apparentemente identiche su una superficie, e localizzare ciascuna nel punto in cui si trova, era un problema analitico arduo.

Un team guidato da ricercatori del NPL, il laboratorio britannico, insieme all'Università del Surrey, all'Università di Oxford, al Francis Crick Institute e alla IONTOF GmbH, ha messo a punto un metodo che fa esattamente questo. Si basa sulla spettrometria di massa a ioni secondari con Orbitrap, o OrbiSIMS, una tecnica sviluppata per la prima volta al NPL. La superficie viene colpita da ioni, e le molecole si frammentano secondo schemi che dipendono dalla loro struttura. Lo strumento reagisce inoltre a queste differenze strutturali mentre i frammenti lo attraversano. Insieme, questi effetti aggiungono una nuova dimensione alla misurazione, fornendo immagini sensibili alla struttura scattate direttamente dalla superficie, senza alcuna preparazione supplementare del campione.

I ricercatori hanno testato l'approccio su rafinosio, maltotriosio e melezitosio, tre trisaccaridi isomeri, ossia zuccheri composti da tre unità con la stessa formula e la stessa massa. Il metodo ha distinto tutti e tre. Poiché combina identificazione e localizzazione spaziale, può mostrare come biomolecole con funzioni diverse siano disposte all'interno di un campione complesso. L'articolo compare su Nature Communications.

Per gli autori, i vantaggi riguardano i settori in cui piccole differenze strutturali sono importanti: glicomica, imaging di lipidi e metaboliti, e biomateriali. Sostengono che il lavoro potrebbe accelerare la scoperta e la validazione di biomarcatori, farmaci e terapie, e fornire misurazioni coerenti tra strumenti, sedi e flussi di lavoro. Si aspettano inoltre che sostenga diagnostica e trattamenti man mano che si avvicinano all'adozione nel NHS. I ricercatori di questi settori otterrebbero un modo per vedere la struttura molecolare nel punto in cui si trova. I pazienti ne trarrebbero beneficio in un secondo momento, se il metodo dimostrerà la sua validità in ambito clinico, e il team non indica una data per questo.

Il risultato è ancora una dimostrazione di laboratorio su tre molecole di zucchero. Gli autori presentano una diagnosi più precoce e un trattamento più personalizzato come obiettivo a lungo termine, non come capacità attuale.