Este protocolo permite cuantificar el OCR y el ECAR de ventrículos enteros de pez cebra. Validamos la supervivencia de los ventrículos en un entorno ex vivo incubando ventrículos de tipo KCL salvaje no lesionados en el analizador en ausencia de tratamiento farmacológico (Figura 3A). Los datos indican que los ventrículos tienen un OCR y ECAR estables, que están significativamente elevados respecto a las mediciones iniciales de los pozos vacíos durante al menos 180 minutos (Figura 3A). Estos datos sugieren que los ventrículos muestran una función respiratoria normal y supervivencia en este entorno ex vivo .
Realizamos varias mediciones de OCR utilizando diversas concentraciones de fármacos y formulaciones de medios para identificar la dosis óptima para los ventrículos (Figura 3B). Observamos un leve aumento en el cambio de pliegues de OCR (FCCP/basal) al utilizar las combinaciones [oligomicina] 10 μM, [FCCP] 8 μM y [rotenona/antimicina] 25 μM, y un aumento ligeramente mayor en [oligomicina] 50 μM, [FCCP] 30 μM y [rotenona/antimicina] 45 μM (Figura 3B). Como resultado, procedimos con estas últimas concentraciones para nuestros experimentos. Como el ventrículo es una estructura 3D, es posible que los fármacos actúen fuertemente sobre las células externas del tejido sin llegar a las células del lado luminal del ventrículo. Para abordar esto, realizamos un paso de permeabilización en el que tratamos los corazones con saponina al 0,5% durante 30 minutos antes de la incubación en DMEM (10 mM de galactosa, 1 mM de piruvato, 4 mM de glutamina). Esto resultó en una reducción sostenida del TOC y ausencia del aumento esperado de OCR tras la inyección de FCCP (Figura 3C), lo que sugiere que los corazones estaban fallando metabólicamente. En consecuencia, no permeabilizamos los ventrículos para nuestros experimentos.
Además, presentamos aquí las trazas normalizadas de nuestro experimentooriginal 8. Aprovechando la variación natural en el potencial regenerativo de siete cepas de pez cebra silvestres, identificamos que mdh1ab, la deshidrogenasa malato citosólica 1Ab, tiene un efecto beneficioso en la regeneración mediante la rediferenciación de cardiomiocitos. Para validar este hallazgo, producimos pez cebra transgénico que sobreexpresa mdh1ab de manera específica para cardiomiocitos (mdh1ab cOE) y peces control que sobreexpresan proteína fluorescente verde (GFP c OE). Criolesionamos sus ventrículos, los recogimos a 14 dpci e investigamos su metabolismo usando la prueba de esfuerzo de Mito (Figura 3D). El tratamiento con oligomicina no alteró significativamente la OCR, aunque se observó un leve aumento en la REC. La inyección de FCCP en el medio resultó en el aumento esperado de OCR y ECAR, manteniendo las muestras de mdh1ab c OE la mayor capacidad respiratoria máxima (Figura 3D). Finalmente, la rotenonona/antimicina provocó el apagón total del metabolismo en ambos grupos. En general, este método nos permitió identificar diferencias significativas en la capacidad metabólica de los ventrúlios que sobreexpresan mdh1ab y entre siete diferentes cepas de pez cebrasalvaje 8.

Figura 1: Metabolismo de la glucosa durante una prueba de esfuerzo de Mito. (A) Representación esquemática del metabolismo de la glucosa. La glucosa entra en la célula a través de los transportadores GLUT y se convierte en piruvato mediante glucólisis. La lactato deshidrogenasa (LDH) convierte piruvato en lactato y los protones resultantes se secretan de la célula. El piruvato se convierte en acetil-CoA y entra en el ciclo de mitocondrias y TCA para alimentar la cadena respiratoria de transporte de electrones en la membrana mitocondrial interna. Los inhibidores de los complejos I, III y V, así como el desacoplador FCCP, están señalados en rojo. Los electrones que se transfieren a través de la cadena respiratoria de transporte de electrones se denotan con flechas azules, que finalmente conducen a la conversión de oxígeno y protones en agua. (B) Esquema de resultados de la prueba de estrés de Mito. La respiración basal se observa en magenta. Al inyectarse oligomicina, el OCR disminuye, permitiendo calcular la respiración ligada al ATP (verde) así como la fuga de protones (naranja). La FCCP aumenta el OCR hasta la capacidad respiratoria máxima de las células (azul). La inyección de rotenona y antimicina A provoca el apagón de la respiración mitocondrial y solo permite que se produzca la respiración no mitocondrial (gris). Por favor, haz clic aquí para ver una versión ampliada de esta figura.

Figura 2: Disposición de microplacas de captura de cartuchos sensores e islotes. (A) Imagen del complejo cartucho sensor de tapa-hidrorefuerzo y placa de utilidad (arriba) y el cartucho sensor invertido (abajo). Barra de escala: 1 cm. (B) Imagen de una microplaca de captura de islotes cargada con ventrículos de pez cebra. Los círculos rojos indican los pozos en blanco que no contienen ventrículos y servirán como corrección de fondo durante el análisis. Barra de escala: 1cm. (C) Representación esquemática de la disposición del puerto en el cartucho sensor XFe24. El puerto A contiene oligomicina, B contiene FCCP y C contiene la mezcla de rotenona/antimicina. El puerto D puede quedar vacío o añadir un medicamento extra. S indica el puerto del sensor, que no debe contener ningún líquido para no dañar el analizador. (D) Imagen representativa de un ventrículo de pez cebra en el fondo del pozo, rodeado por la cuadrícula (izquierda) y sin cuadrícula (derecha). Barra de escala: 5mm. (E) Sección transversal esquemática de la microplaca de captura del islote que contiene un ventrículo, la rejilla (amarilla) y el cartucho sensor (verde). P denota los puertos y S el sensor. La línea ondulada representa el medio. (F) La herramienta de inserción de pantalla de captura de islotes. Barra de escala: 1 cm. (G) Icono de pestaña de normalización en la interfaz de analítica. Por favor, haz clic aquí para ver una versión ampliada de esta figura.

Figura 3: Mediciones representativas de OCR y ECAR de ventrículos de pez cebra. (A) Trazas representativas de OCR y ECAR de ventrículos salvajes de pez cebra no lesionados (cepa KCL) que no han sido tratados con los inhibidores utilizados en el ensayo (n = 2, línea roja). Las trazas resultantes de pozos vacíos que no contienen material biológico se presentan en gris (n = 4); OCR, medidas repetidas bidireccionales ANOVA, factor de tiempo P = 0,0200, interacción tiempo × pozo P = 0,0196, factor de pozo P < 0,0001, factor de grupo P < 0,0001; ECAR medidas repetidas bidireccionales ANOVA, factor de tiempo P = 0,1323, tiempo × interacción de pozo P = 0,0216, factor de pozo P = 0,0009, factor de grupo P<0,0001; los datos presentados como media ± SEM. (B) Cambio en el plegamiento del OCR según diversas concentraciones de fármacos y medios utilizados. ANOVA unidireccional (P = 0,0032) con la prueba de comparaciones múltiples de Tukey. [O] 5 μM, [F] 4 μM, [RA] 2 μM, n = 6; [O] 10 μM, [F] 8 μM, [RA] 25 μM, n = 8; [O] 25 μM, [F] 16 μM, [RA] 45 μM, n = 8; [O] 50 μM, [F] 30 μM, [RA] 45 μM, n = 8; [O] 100 μM, [F] 60 μM, [RA] 90 μM, n = 8. O, oligomicina; F, FCCP; AR, rotenona/antimicina. (C) Traza de ventrículos permeabilizados por saponina (rojo, n = 4) en comparación con ventrículos no tratados (gris, n = 4); medidas repetidas bidireccionales ANOVA, factor de tiempo P < 0,0001, tiempo × interacción muestral P < 0,0001, factor de tratamiento P < 0,0001, factor muestral P = 0,824; los datos presentados como media ± SEM.TOC máximo de ventrículas tratados con saponina en comparación con ventrículos no tratados; prueba t de estudiante no emparejada (P = 0,0850). (D) Trazas representativas de OCR y ECAR de mdh1ab cOE (rojo, n = 8) y GFP cOE (gris, n = 8) de ventrículos 14dpci. OCR, medidas repetidas bidireccionales ANOVA, factor de tiempo P < 0,0001, tiempo × interacción de la muestra P < 0,0001, factor genotipo P < 0,0001, factor de muestra P = 0,1098; ECAR, medidas repetidas bidireccionales ANOVA factor de tiempo P < 0,0001, tiempo × interacción de la muestra P = 0,7507, factor muestral P = 0,2154, factor genotípico P < 0,0001. Datos adaptados de Lekkos et al., 20258 y presentados como media ± SEM. Por favor, haga clic aquí para ver una versión ampliada de esta figura.