Bakterier i våra kroppar binder till olika värdcellytreceptorer, vilket avgör var bakterierna bor och hur de beter sig. Dessa receptorer, som består av kedjor av sockermolekyler som kallas glykaner, är mer än vad man kan se. Celler som existerar inom progressiva sjukdomstillstånd som cancer kan ha ett ökat antal glykanreceptorer på sina ytor.

Tina Iversons labb, Louise B. McGavock ordförande och professor i farmakologi, avslöjade den strukturella mekanismen genom vilken streptokockbakterier binder till värdcellsglykaner, vilket öppnar dörren till nya sätt att använda bakteriemolekyler för att potentiellt upptäcka cancerceller.

Tidigare forskning har visat att bakterier som streptokocker använder adhesiva molekyler som kallas SLBR för att binda till glykanreceptorer på ytan av värdceller. Iverson-labbet antog att dessa bakterier kan anpassa strukturen på sina SLBR för att binda till ett brett utbud av värdglykanreceptorer för att hjälpa dem att bo i nya nischer i kroppen.

När det gäller proteinteknik fastställde Iverson-labbet vilka SLBR-strukturelement som styr valet av värdcellreceptorbindning. Genom att artificiellt modifiera DNA som kodar för SLBR och rena de resulterande proteinerna från bakterier, upptäckte de att tre slingor i SLBR - kallade CD, EF och FG - styr vilka glykaner bakterierna kommer att binda till.

Bakteriell bindning till värdcellsreceptorer är det första steget i infektion. Att förstå mekanismen bakom denna process kan också hjälpa forskare att identifiera celler berikade med ytglykaner som finns inom sjukdomstillstånd.

Som en del av denna studie fann Iverson-labbet att kommensala bakterier i munnen binder till ett sockerbelagt eller glykosylerat protein i munnen som också är överrepresenterat i mycket aggressiva cancerceller i de flesta karcinom. Genom att utveckla tekniker som förändrar SLBR-glykanselektiviteten är Iverson fast besluten att ta itu med ett nytt långsiktigt mål:att utveckla reagenser som kan identifiera mycket aggressiva cancerformer. De glykaner som celler uttrycker kan fungera som biomarkörer för att hjälpa läkare att rikta in sig på sjukdomar för terapeutisk intervention.

"Vi arbetar för att utöka ett bibliotek av glykanbindande medel som vi utvecklade i den här studien för att tillåta oss att upptäcka ett större utbud av glykaner", säger Iverson, också professor i biokemi. "Så småningom skulle vi vilja utveckla det till diagnostiska kit."

Studien "Origins of glycan selectivity in streptokock Siglec-like adhesins suggest mechanisms of receptor adaptation" publicerades i Nature Communications i maj 2022. + Utforska vidare

Sockerkedjor på cellytor leder cancerceller att dö