Método mapeia açúcares quase idênticos diretamente em superfícies

Três moléculas de açúcar podem ter exatamente a mesma fórmula química e a mesma massa, e ainda assim ser construídas de forma diferente. Essa diferença na disposição determina a forma como uma molécula é reconhecida pelo organismo e como se comporta num material. Isolar estas semelhanças enganadoras numa superfície, e localizar cada uma no sítio onde se encontra, era um problema analítico difícil.

Uma equipa liderada por investigadores do NPL, o laboratório britânico, em conjunto com a Universidade de Surrey, a Universidade de Oxford, o Francis Crick Institute e a IONTOF GmbH, desenvolveu um método que faz precisamente isso. Baseia-se na espectrometria de massa por iões secundários com Orbitrap, ou OrbiSIMS, uma técnica desenvolvida pela primeira vez no NPL. A superfície é atingida por iões, e as moléculas fragmentam-se segundo padrões que dependem da sua estrutura. O instrumento reage também a essas diferenças estruturais à medida que os fragmentos o atravessam. Em conjunto, estes efeitos acrescentam uma nova dimensão à medição, produzindo imagens sensíveis à estrutura, obtidas diretamente a partir da superfície, sem qualquer preparação adicional da amostra.

Os investigadores testaram a abordagem com rafinose, maltotriose e melezitose, três trissacarídeos isómeros, ou seja, açúcares formados por três unidades com a mesma fórmula e a mesma massa. O método distinguiu os três. Como combina identificação e localização espacial, permite mostrar como biomoléculas com funções diferentes se organizam no interior de uma amostra complexa. O artigo surge na Nature Communications.

Para os autores, o benefício está nos domínios em que pequenas diferenças estruturais são importantes: a glicómica, a imagem de lípidos e metabolitos e os biomateriais. Afirmam que o trabalho poderá acelerar a descoberta e a validação de biomarcadores, fármacos e terapêuticas, e fornecer medições consistentes entre instrumentos, laboratórios e fluxos de trabalho. Esperam também que apoie diagnósticos e tratamentos à medida que avançam para a adoção nos cuidados do NHS. Os investigadores destes domínios ganhariam uma forma de ver a estrutura molecular no sítio onde ela se encontra. Os doentes beneficiariam mais tarde, se o método se revelar eficaz em contexto clínico, e a equipa não indica qualquer data para isso.

O resultado continua a ser uma demonstração laboratorial com três moléculas de açúcar. Os autores apresentam o diagnóstico mais precoce e um tratamento mais personalizado como objetivos a longo prazo, e não como capacidades atuais.