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La esteatosis hepática se define como acumulación de grasa intrahepática, dentro de las gotas lipídicas que contienen triglicéridos, de al menos el 5% del peso hepático. El almacenamiento prolongado de lípidos hepáticos es un proceso potencialmente reversible, sin embargo, puede conducir a disfunción metabólica hepática, inflamación y formas avanzadas de enfermedad del hígado graso no alcohólico (NAFLD), la causa predominante de la enfermedad hepática crónica en muchas partes de el mundo1,2. La NAFLD es una enfermedad multifactorial que puede evolucionar a la esteatohepatitis no alcohólica (NASH) más agresiva, que a su vez puede progresar a cirrosis y, en un pequeño porcentaje de pacientes, al carcinoma hepatocelular (HCC)1,3. Actualmente no se dispone de terapia aprobada como tratamiento específico para el NAFLD y la combinación de modificaciones de dieta y estilo de vida sigue siendo el pilar de la gestión de NAFLD y NASH4,5,6.
Los mecanismos moleculares que conducen al desarrollo de esteatosis hepática en la patogénesis de la NAFLD todavía están por esclarecer 7 . En este contexto, se han desarrollado modelos de ratón para estudiar la progresión de la enfermedad de la esteatosis humana. Existe una gran variedad de modelos diferentes, y cada uno tiene sus ventajas y desventajas, incluyendo modelos genéticos, nutricionales y químicamente inducidos que combinan diferentes enfoques. Los ratones genéticamente modificados (transgénicos o noqueadores) desarrollan espontáneamente enfermedad hepática. Sin embargo, cabe señalar que estas mutaciones son muy raras en los seres humanos y la deleción o la sobreexpresión de un solo gen (por ejemplo, ratón ob/ob) pueden no imitar la etiología de la enfermedad humana multifactorial a nivel molecular8,9. Del mismo modo, la enfermedad adquirida por los ratones después de la manipulación dietética o farmacológica puede no imitar los efectos de las dietas humanas asociadas con el desarrollo de NAFLD en el hombre8. Sin embargo, los modelos animales han facilitado la evolución de la NAFLD y este enfoque es actualmente la estrategia más utilizada en la investigación de laboratorio. Sin embargo, la replicación en humanos de los resultados obtenidos en modelos animales ha fracasado repetidamente, causando una mala traducción a la clínica10.
Por lo tanto, los modelos in vitro de NAFLD pueden desempeñar un papel fundamental en la esclarecimiento de los mecanismos moleculares de la progresión de la NAFLD, y representan una herramienta valiosa para examinar un gran número de compuestos. Cultivos celulares primarios, líneas celulares inmortalizadas y biopsias hepáticas se han utilizado ampliamente con fines de investigación11. Los hepatocitos humanos primarios se asemejan mucho a las condiciones clínicas humanas, pero hay un número limitado de donantes, y los cultivos celulares primarios muestran una reproducción deficiente debido a la variabilidad de las células. Estas observaciones, junto con cuestiones éticas y logísticas, han dado lugar a que el uso de hepatocitos primarios humanos sea limitado12. Por lo tanto, las líneas de células hepáticas representan una alternativa conveniente, teniendo varias ventajas esenciales sobre el cultivo primario, ya que las líneas celulares hepáticas crecen constantemente, tienen una vida útil casi ilimitada, y tienen un fenotipo estable. Además, las líneas celulares son fácilmente accesibles y las condiciones de cultivo de las líneas celulares hepáticas son más simples que las de los hepatocitos primarios y están estandarizadas entre diferentes laboratorios.
Aquí, describimos en detalle un modelo in vitro basado en células de esteatosis vesicular hepática, representado por células HepaRG diferenciadas hepáticas tratadas con el oleato de sodio de ácido graso. La línea celular hepargal se estableció a partir de una paciente afectada por la infección por hepatitis C y un tumor hepático bien diferenciado de grado I de Edmondson14. La línea celular HepaRG es una línea celular progenitora bipotente humana capaz de diferenciarse al exponerse al 2% de sulfóxido de dimetil (DMSO) hacia dos fenotipos celulares diferentes: células biliares y células similares a hepatocitos. Las células HepaRG diferenciadas (dHepaRG) comparten algunas características y propiedades con hepatocitos adultos y poseen la capacidad de expresar de forma estable genes específicos del hígado como la albúmina, AldolaseB, el citocromo P450 2E1 (CYP2E1) y el citocromo P450 3A4 (CYP3A4)13 (paso 3). El tratamiento de las células dHepaRG con el oleato sódico de sal de ácido graso (250 m) durante 5 días conduce a la generación de gotas lipídicas citoplásmáticas, imitando los efectos del hígado graso14,15,17,18 ( paso 4). La acumulación de gotas lipídicas puede ser fácilmente detectada por la tinción de aceite rojo O (paso 5), un tinte soluble en grasa lisocromo que mancha triglicéridos neutros y lípidos rojo-naranja. Para cuantificar eficientemente los lípidos en dHepaRG graso, aquí ilustramos el análisis citofluorimétrico después de la tinción con 4,4-difluoro-1,3,5,7-tetrametil-4-bora-3a,4a-diaza-s-indacene (Bodipy 505/515) (paso 6), una sonda fluorescente lipofílica que localiza a cuerpos de lípidos intracelulares y se ha utilizado para etiquetar las gotas de lípidos19. Además, aquí mostramos cómo evaluar la esteatosis mediante la reacción cuantitativa en cadena de la polimerasa (qPCR) (paso 7) desregulación de la expresión génica de varios genes metabólicos en células dHepaRG. Para caracterizar y cuantificar aún más la acumulación de gotas de lípidos después del tratamiento con oleato sódico, realizamos una microscopía coherente de dispersión anti-Stokes Raman (CARS) (paso 8), una técnica innovadora que permite la visualización y cuantificación de gotas de lípidos sin etiquetar20,21.