Lipidómica y Transcriptómica en Enfermedades Neurológicas

Julia  M. Post; Raissa Lerner; Claudia Schwitter; Beat Lutz; Ermelinda Lomazzo; Laura Bindila

doi:10.3791/59423

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Lipidómica y Transcriptómica en Enfermedades Neurológicas

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DOI:

10.3791/59423

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18 de marzo de 2022

Julia M. Post¹ , Raissa Lerner¹ , Claudia Schwitter¹ , Beat Lutz¹ , Ermelinda Lomazzo¹ , Laura Bindila¹

¹Institute of Physiological Chemistry, University Medical Center of the Johannes Gutenberg University Mainz

En este artículo

Resumen

Este artículo presenta un protocolo modular para lipidómica tisular y transcriptómica, y lipidómica plasmática en modelos de ratones de enfermedades neurológicas dirigidos a lípidos subyacentes a la inflamación subyacente y la actividad neuronal, lípidos de membrana, mensajeros aguas abajo y enzimas / receptores subyacentes de ARNm función lipídica subyacente. Se describen los procedimientos de muestreo, procesamiento de muestras, extracción y cuantificación.

Resumen

Los lípidos sirven como la interfaz principal para los insultos cerebrales o estímulos conducentes a enfermedades neurológicas y son un reservorio para la síntesis de lípidos con diversas funciones de señalización o ligando que pueden subrayar la aparición y progresión de enfermedades. A menudo cambiando a nivel presintomático, los lípidos son una fuente emergente de dianas farmacológicas y biomarcadores. Muchas enfermedades neurológicas exhiben neuroinflamación, neurodegeneración y excitabilidad neuronal como características comunes, parcialmente moduladas por sistemas específicos de señalización lipídica. La interdependencia e interrelación de la síntesis de varios lípidos provoca un análisis multilipídico, multienzimático y multirreceptor para derivar los puntos en común y las especificidades de los contextos neurológicos y acelerar el desentrañamiento de los aspectos mecanicistas del inicio y la progresión de la enfermedad. La atribución de roles lipídicos a distintas regiones del cerebro avanza en la determinación del fenotipo molecular lipídico y la morfología asociada con una enfermedad neurológica.

Aquí se presenta un protocolo modular adecuado para el análisis de lípidos de membrana y señales lipídicas aguas abajo junto con ARNm de enzimas y mediadores subyacentes a su funcionalidad, extraídos de regiones cerebrales discretas que son relevantes para una enfermedad neurológica y / o condición en particular. Para garantizar un perfil lipidómico comparativo preciso, los flujos de trabajo y los criterios operativos se optimizaron y estandarizaron para: i) muestreo cerebral y disección de regiones de interés, ii) coextracción de múltiples señales lipídicas y lípidos de membrana, iii) extracción dual de lípidos / ARNm, iv) cuantificación por cromatografía líquida monitoreo de reacciones múltiples (LC / MRM) y v) perfil estándar de ARNm. Este flujo de trabajo es susceptible de las bajas cantidades de tejido obtenidas mediante el muestreo de las subregiones cerebrales funcionalmente discretas (es decir, mediante punzonado cerebral), evitando así el sesgo en el análisis multimolecular debido a la heterogeneidad del tejido y / o la variabilidad animal. Para revelar las consecuencias periféricas de las enfermedades neurológicas y establecer lecturas moleculares traslacionales de los estados de enfermedad neurológica, también se persiguen y describen el muestreo de órganos periféricos, el procesamiento y su posterior análisis lipidómico, así como la lipidómica plasmática. El protocolo se demuestra en un modelo de ratón con epilepsia aguda.

Introducción

Los recientes avances en la función de los lípidos y su papel en la aparición y progresión de enfermedades neurológicas abren nuevos lugares de investigación y desarrollo de nuevas dianas terapéuticas y elucidación del mecanismo de la ^enfermedad1. Las diferencias documentadas en la composición de lípidos en diferentes regiones del cerebro, enfatizadas por las técnicas modernas de imágenes moleculares, como las imágenes de espectrometría de masas y el perfil avanzado de espectrometría de masas, cambian el paradigma de la investigación de lípidos de todo el cerebro hacia regiones cerebrales funcionalmente distintas y discretas. El hecho de que la....