La glicobiología es una ciencia que ha crecido mucho en las últimas décadas gracias al avance tecnológico y al interés de los científicos por descifrar el lenguaje de los azúcares. Los glicanos son como un código que puede transmitir información entre las células y los organismos, y que puede influir en su comportamiento. Debido a esto, se cree que la glicobiología se convertirá en una ciencia que nos puede revelar los secretos de la vida.
Concretamente, los glicanos son cadenas de azúcares que se encuentran en las células de todos los seres vivos con diferentes formas, y que tienen la capacidad de unirse a otras moléculas, como lípidos y proteínas. Estas cadenas de azúcares tienen muchas funciones biológicas que facilitan la vida, ejemplo de ello es que para que la unión entre un óvulo y un espermatozoide pueda darse, se necesita la interacción entre una proteína y un carbohidrato donde intervienen los glicanos.
Asimismo, estos participan en la comunicación celular, la defensa inmunitaria, el reconocimiento molecular y la regulación de la expresión génica. "Resulta que algunas de estas estructuras, que hasta hace poco ni siquiera sabíamos que existían en tanta abundancia en el cuerpo, tienen muchas funciones biológicas diferentes", dice Katharina Ribbeck, profesora de ingeniería biológica y química del MIT. "Con esta rápida expansión del conocimiento, parece que apenas estamos comenzando a comprender cuán diversas e importantes son esas funciones para la biología".
"Apenas estamos comenzando a comprender cuán diversas e importantes son esas funciones para la biología"
Tan relevante es el papel de esta ciencia que recientemente ha revelado que los perfiles glicanos pueden servir como marcadores específicos de enfermedades. En condiciones patológicas como el cáncer, patologías neurodegenerativas y trastornos autoinmunes, las alteraciones en los patrones de glicosilación son notables. Se ha demostrado en estudios recientes que hay casos en los que las células cancerosas se recubren de ciertas glicoproteínas para evadir una respuesta inmune.
A su vez, los investigadores han descubierto que la glicobiología también tiene un papel crucial en el ámbito de las enfermedades infecciosas. Esto se debe a que la glicosilación de proteínas virales y de las células hospederas influye en la capacidad de los patógenos para infectar células y evadir el sistema inmunitario.
Ser capaz de detectar y entender mejor las enfermedades abre paso a nuevas formas de abordarlas. A medida que la investigación en glicobiología avanza, los científicos están explorando nuevas fronteras en el desarrollo de terapias basadas en carbohidratos. Desde la modulación de la respuesta inmunitaria hasta la inhibición de la progresión tumoral, los glicanos ofrecen una versatilidad única. Un ejemplo destacable de ello es la heparina. Este anticoagulante, derivado de glicanos, ha sido un pilar en el tratamiento de trastornos de coagulación sanguínea y embolias durante décadas. Su éxito no solo subraya el potencial terapéutico de los glicanos, sino que también demuestra cómo los carbohidratos pueden ser la base de medicamentos efectivos y ampliamente recetados en todo el mundo.
Su éxito demuestra cómo los carbohidratos pueden ser la base de medicamentos efectivos y ampliamente recetados en todo el mundo
Este emocionante campo promete revolucionar la forma en que entendemos y tratamos las enfermedades, ofreciendo soluciones más tempranas, precisas y menos invasivas, marcando un hito en la medicina personalizada. Una vez se comprenda la glicosilación específica de un individuo, los médicos pueden adaptar los tratamientos para abordar de manera más precisa las necesidades de cada paciente en particular.
A LA ESPERA DE LAS NUEVAS TECNOLOGÍAS
Las primeras investigaciones relacionadas con glicoproteínas se remontan a la década de 1930, cuando se descubrió que las proteínas podían estar modificadas con carbohidratos. Sin embargo, no fue hasta 1980 cuando la glicociencia empezó a consolidarse como un campo de investigación más reconocido, desarrollándose una comprensión sobre la importancia de los glicanos en procesos biológicos específicos gradualmente a lo largo del tiempo.
La tardía llegada de este entendimiento se ha debido a que mientras que las secuencias de ADN y ARN proporcionan información clara sobre las proteínas producidas por una célula, la estructura de los glicanos no está tan directamente codificada en el ADN. Sin embargo, el empeño de la comunidad científica y la llegada de las nuevas tecnologías como la inteligencia artificial ha empezado a descifrar los misterios entrañados en esta ciencia. Ribbeck aclara que “la glicobiología, más que casi cualquier otro campo, está madura y lista para una interpretación de la IA".
“Creo que la glicobiología, más que casi cualquier otro campo, está madura y lista para una interpretación de la IA"
La IA tiene el potencial de leer el "código de glucanos" de manera similar a cómo se ha descifrado el genoma humano. Esto permitiría a los científicos predecir la función real de un glicano basándose en datos sobre su estructura. Desde allí, podrían identificar cambios específicos que podrían estar vinculados a enfermedades, abriendo las puertas a tratamientos más precisos y personalizados.
En este sentido, Ribbeck afirma cómo "estamos en una posición muy interesante y única al combinar disciplinas para abordar y responder preguntas completamente nuevas y relevantes para la enfermedad y la salud". "El campo en sí no es nuevo, pero lo que sí es nuevo es la contribución que el MIT, en particular, podría lograrse con una combinación creativa de ciencia, ingeniería y computación”.