Cet article décrit l’utilisation de cellules HepG2 induites par l’acide oléique comme modèle de maladie hépatique stéatotique associée à un dysfonctionnement métabolique.
Article de méthode
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Cet article décrit l’utilisation de cellules HepG2 induites par l’acide oléique comme modèle de maladie hépatique stéatotique associée à un dysfonctionnement métabolique.
La prévalence de la maladie hépatique stéatotique associée à un dysfonctionnement métabolique (MASLD) a augmenté en raison de changements dans les modèles économiques et de mode de vie, entraînant d’importants problèmes de santé. Des rapports antérieurs ont étudié l’établissement de modèles animaux et cellulaires pour la MASLD, mettant en évidence les différences entre eux. Dans cette étude, un modèle cellulaire a été créé en induisant l’accumulation de graisse dans le MASLD. Les cellules HepG2 ont été stimulées avec l’acide oléique, un acide gras insaturé, à diverses concentrations (0,125 mM, 0,25 mM, 0,5 mM, 1 mM) pour émuler le MASLD. L’efficacité du modèle a été évaluée à l’aide de tests du kit de comptage cellulaire 8, de la coloration Oil Red O et de l’analyse de la teneur en lipides. Cette étude visait à créer un modèle cellulaire simple à utiliser pour les cellules MASLD. Les résultats des tests du kit de comptage cellulaire 8 ont montré que la survie des cellules HepG2 dépendait de la concentration d’acide oléique, avec un IG50 de 1,875 mM. La viabilité cellulaire dans les groupes 0,5 mM et 1 mM était significativement plus faible que dans le groupe témoin (P < 0,05). De plus, la coloration au rouge d’huile O et l’analyse de la teneur en lipides ont examiné les dépôts de graisse à diverses concentrations d’acide oléique (0,125 mM, 0,25 mM, 0,5 mM, 1 mM) sur les cellules HepG2. La teneur en lipides des groupes 0,25 mM, 0,5 mM et 1 mM était significativement plus élevée que celle du groupe témoin (P < 0,05). De plus, les taux de triglycérides dans les groupes OA étaient significativement plus élevés que ceux du groupe témoin (P < 0,05).
La maladie hépatique stéatotique associée à un dysfonctionnement métabolique (MASLD) englobe une gamme d’affections, notamment la stéatose simple, la stéatohépatite non alcoolique (NASH), la cirrhose et le carcinome hépatocellulaire 1,2,3,4,5,6, toutes attribuées à des facteurs autres que la consommation d’alcool 7. La MASLD est la maladie hépatique la plus répandue causée par des lésions métaboliques du foie, affectant près d’un quart de la population mondiale 8,9,10,11,12. Bien que la pathogenèse précise de la MASLD n’ait pas encore été élucidée, diverses théories tentent d’expliquer son développement. Une notion dominante suggère un abandon de la théorie classique des « deux coups » vers un modèle « à coups multiples »1. Au cœur de ces hypothèses se trouve le rôle de la résistance à l’insuline, qui serait essentielle dans la pathogenèse de la MASLD13. La recherche indique que la résistance à l’insuline dans les hépatocytes entraîne une augmentation des niveaux d’acides gras libres, formant par la suite des triglycérides stockés dans le foie14,15.
Les chercheurs ont utilisé des modèles in vivo et in vitro pour simuler le dépôt de graisse dans le MASLD ; Pourtant, reproduire pleinement son mécanisme pathologique reste un défi. Malgré cette limitation, ces modèles ont joué un rôle déterminant dans l’étude de cibles thérapeutiques potentielles pour la MASLD. Cependant, le développement d’un modèle stable de MASLD est crucial. Bien que les modèles animaux soient efficaces, ils prennent du temps et coûtent cher, ce qui souligne l’intérêt croissant pour les modèles cellulaires in vitro . Ces modèles utilisent souvent un ou plusieurs acides gras libres tels que l’acide oléique (OA) et l’acide palmitique pour recréer le MASLD induit par l’alimentation. Parmi ceux-ci, la lignée cellulaire de l’hépatoblastome humain HepG2 est souvent utilisée pour établir des modèles cellulaires in vitro de MASLD.
L’induction de l’OA stimule les cellules HepG2 à répliquer le dépôt graisseux semblable à la MASLD, une méthode dont l’histoire est bien établie. Le but de cette étude était de démontrer la viabilité, la coloration au rouge d’huile (ORO), la teneur en lipides et le taux de triglycérides (TG) des cellules HepG2 traitées avec 0,25 mM d’OA. L’objectif de cette expérience était de fournir des preuves supplémentaires pour le développement d’études de modélisation MAFLD.
REMARQUE : Voir le tableau des matériaux pour plus de détails sur tous les matériaux, instruments et réactifs utilisés dans ce protocole.
1. Culture cellulaire
2. Effet de l’acide oléique sur la viabilité cellulaire mesurée par le kit de comptage cellulaire-8
3. Coloration au rouge O à l’huile pour observer la formation de gouttelettes lipidiques intracellulaires
4. Effets de différentes concentrations d’acide oléique sur les triglycérides totaux dans le surnageant des cellules HepG2
5. Analyse statistique
Effet de l’acide oléique sur la viabilité cellulaire
Les cellules HepG2 ont été exposées à des concentrations variables d’OA (0 mM, 0,125 mM, 0,25 mM, 0,5 mM, 1 mM), ce qui a entraîné une diminution des taux de survie cellulaire à 0,125 mM, 0,25 mM, 0,5 mM et 1 mM par rapport à 0 mM. Une signification statistique a été observée à 0,5 mM (P < 0,05) et 1 mM (P < 0,05) par rapport à 0 mM. Les résultats de l’impact de l’OA sur la viabilité cellulaire, tels qu’évalués par le kit CCK-8, sont présentés à la figure 2. La valeur IG50 pour les cellules HepG2 traitées par l’OA a été calculée à 1,875 mM.
Coloration au rouge O à l’huile pour observer la formation de gouttelettes lipidiques intracellulaires
La coloration ORO est une méthode couramment utilisée pour la visualisation des lipides16,17. Par conséquent, la formation de gouttelettes lipidiques dans les cellules HepG2 incubées avec l’OA pendant 24 h a été observée au microscope après coloration ORO. Comme le montrent les figures 3 et 4, l’intensité de la coloration rouge dans les cellules traitées à l’OA était plus élevée que dans les cellules non traitées. Des gouttelettes lipidiques rouges étaient présentes dans le plasma des cellules HepG2 après le traitement par l’OA, les quantités de gouttelettes lipidiques et de lipides augmentant avec l’augmentation des concentrations d’OA (figure 5).
Effets de différentes concentrations d’acide oléique sur les triglycérides totaux dans le surnageant des cellules HepG2
Les résultats expérimentaux, comme l’illustre la figure 6, ont révélé que, par rapport au groupe témoin, le traitement des cellules HepG2 avec des concentrations variables d’OA (0,125 mM, 0,25 mM, 0,5 mM, 1 mM) a entraîné une augmentation significative de la teneur en TG du surnageant cellulaire dans le groupe OA (P < 0,05).

Figure 1 : Organigramme pour la coloration au rouge d’huile. Abréviations : OA = acide oléique ; OD = densité optique. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.

Figure 2 : Effet de l’acide oléique sur la viabilité cellulaire, évalué à l’aide d’un test de comptage cellulaire-8. Chaque barre représente la moyenne ± ET (n = 6). *P < 0,05. Abréviation : OA = acide oléique. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.

Figure 3 : Images de coloration en O rouge à l’huile de plusieurs points temporels (directions 3, 6, 9 et 12 heures). La formation de gouttelettes lipidiques a été détectée à l’aide d’un microscope inversé pour la culture cellulaire à un grossissement de 40x. Barre d’échelle = 500 μm. Veuillez cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.

Figure 4 : Effet de l’acide oléique sur les gouttelettes lipidiques dans les cellules, évalué par coloration au rouge d’huile. La formation de gouttelettes lipidiques a été détectée à l’aide d’un microscope inversé pour la culture cellulaire à un grossissement de 40x. Barre d’échelle = 250 μm. Veuillez cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.

Figure 5 : Effet de l’acide oléique sur la teneur en lipides dans les cellules, évalué par la valeur de la densité optique. Les changements de pli relatifs sont présentés dans les valeurs de densité optique dans différents groupes. Chaque colonne représente la moyenne ± ET (n = 16). *P < 0,05. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.

Figure 6 : Effets de diverses concentrations d’acide oléique sur les taux de triglycérides totaux dans le surnageant des cellules HepG2. Les changements de pli relatifs sont présentés dans la valeur des taux de triglycérides dans différents groupes. Chaque colonne représente la moyenne ± ET (n = 3). *P < 0,05. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.
Le MASLD est un syndrome clinicopathologique caractérisé par un dépôt excessif de graisse intracellulaire dans les hépatocytes en raison de facteurs autres que l’alcool et d’autres agents hépatiques établis18. Le MASLD est étroitement lié au stress métabolique acquis, aux lésions hépatiques, notamment associées à la résistance à l’insuline et à la susceptibilité génétique. Pour étudier et dépister efficacement les médicaments pour la MASLD, il est crucial de sélectionner un modèle expérimental approprié. L’établissement d’un modèle cellulaire est particulièrement vital dans la recherche MASLD, car il permet une compréhension plus approfondie des mécanismes pathologiques et l’évaluation des effets de nouveaux médicaments.
Ce protocole décrit un modèle in vitro de MASLD établi à partir de cellules HepG2 induites par l’OA. La coloration ORO et l’analyse de la teneur en lipides sont des méthodes essentielles pour la création de ce modèle. De plus, l’évaluation de la viabilité cellulaire et de la teneur totale en TG dans les surnageants cellulaires est essentielle pour évaluer la concentration appropriée d’OA. Le critère diagnostique de la MASLD implique la présence de plus de 5% de TG stockés dans les cellules hépatiques19,20. Les modèles de cellules MASLD reposent principalement sur les cellules HepG221, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, connues pour leur utilisation réussie dans la construction de modèles de dégénérescence de la stéatose hépatique dans diverses études nationales et internationales. Bien qu’elles proviennent de cellules d’hépatome, les cellules HepG2 partagent de nombreuses caractéristiques phénotypiques avec les hépatocytes et sont facilement cultivées et propagées29,30. Des tests tels que le kit CCK-8, la coloration ORO, la teneur en lipides et les mesures de la TG totale offrent des approches simples, objectives et raisonnables pour évaluer la viabilité cellulaire, l’accumulation de graisse et la teneur en lipides chez les sujets de l’étude. Dans ce contexte, l’arthrose s’aligne sur la pathogenèse du MASLD31, où l’excès d’énergie est stocké sous forme de lipides lorsque l’apport énergétique dépasse la consommation.
Les chercheurs ont utilisé OA 23,28,31,32,33, acide palmitique34,35 et des combinaisons d’acide oléique/palmitique26,36 pour reproduire le modèle MASLD. L’acide palmitique et l’arthrose contribuent tous deux à la dégénérescence graisseuse du foie et à l’accumulation de TG. L’acide palmitique, l’acide gras saturé le plus abondant dans le corps humain, présente une lipotoxicité importante, entraînant une accumulation de lipides dans les hépatocytes, une augmentation des radicaux réactifs de l’oxygène intracellulaires et la mort ou la nécrose cellulaire37. À l’inverse, l’OA entraîne un dépôt intracellulaire de TG plus prononcé (Figure 6) et une modulation cellulaire moindre38. Ainsi, les chercheurs utilisent souvent des cellules HepG2 induites par l’OA pour établir des modèles MASLD in vitro. Comme décrit à l’étape de protocole 2.2.2, il est crucial de chauffer la solution OA lors de son ajout. Dans cette étude, la coloration ORO et l’analyse du contenu lipidique ont été basées sur le dépôt lipidique des cellules HepG2, soutenant efficacement l’exploration de modèles in vitro de MASLD avec des mécanismes complexes et réduisant le temps et les coûts nécessaires à la recherche.
L’ORO se lie facilement à la TG sous forme de gouttelettes, produisant des taches orange à rouge indiquant la présence de graisse, l’intensité de la couleur dépendant de la concentration en lipides. Cependant, la solution de coloration ORO est instable et sujette aux précipitations, ce qui la rend impropre à une préparation à l’avance. Par conséquent, la solution de coloration ORO a été préparée après l’étape 3.2 du protocole, avec des précautions prises pour éviter l’exposition à la lumière pendant la préparation et l’incubation (étapes 3.2, 3.3 du protocole). À l’étape 3.5 du protocole, la sélection d’images à plusieurs points temporels (3, 6, 9 et 12 heures) représente une modification clé de l’expérience qui est essentielle pour améliorer la précision des résultats. Bien que des concentrations élevées d’OA affectent la survie cellulaire, ce qui représente une limitation de cette méthode, il a été démontré qu’une concentration appropriée d’OA assure la viabilité cellulaire.
Cette étude a utilisé une approche globale, utilisant un kit CCK-8, la coloration ORO, l’analyse de la teneur en lipides et la mesure de la TG totale pour établir et valider le modèle de MASLD. Le kit CCK-8 a été utilisé pour évaluer l’effet des médicaments sur la viabilité cellulaire, ce qui a constitué une étape de validation cruciale. À l’avenir, ce modèle est prometteur pour le criblage de médicaments et la recherche sur les mécanismes visant à comprendre la pathogenèse des MASLD et à identifier des cibles thérapeutiques potentielles. Afin d’assurer davantage la qualité et la fiabilité de la validation, les niveaux d’expression des protéines cibles impliquées dans le modèle seront analysés à l’aide d’analyses par transfert Western et d’analyses quantitatives de réaction en chaîne par polymérase.
Les auteurs ne déclarent aucun conflit d’intérêts.
L’étude actuelle a été financée par « Étude sur les questions clés de l’effet curatif de Koumiss sur les maladies régionales de la médecine mongole » en 2018 Projet soutenu du programme de science et de technologie du Département de la science et de la technologie de la région autonome de Mongolie intérieure.
| Nom | Entreprise | Numéro de catalogue | Commentaires |
|---|---|---|---|
| 0,22 et micro ; m filtre | Millex | ||
| 0,25 % Trypsine-EDTA (1x) Trypsine-EDTA | Gibco | 25200-056 | |
| 0,45 & micro ; Filtre m | Millex | ||
| 2 mL Crygenic Vials | CORNING | 430659 | |
| 25 cm2 Flacon de culture cellulaire | CORNING | 430639 | |
| Plaque de culture cellulaire 6 puits | CORNING | 3516 | |
| Plaque de culture cellulaire 96 puits | CORNING | 3599 | |
| Plaque de numération globulaire | Shanghai Jing Jing Réactif biochimique & Instrument Co. | ||
| Cell Counting Kit-8 tests | Beijing Solarbio Science & Technology Co.,Ltd. ; | CA1210-1000T | |
| Incubateur CO2 | NUAIRE | NU-5710E | |
| ; DMSO Diméthylsulfoxyde | Beijing Solarbio Science & Technology Co.,Ltd. ; | D8371 | |
| Dulbecco’s Modified Eagle Medium | Gibco | 8122691 | |
| Équipement de marquage enzymatique | Tecan | Spark | |
| Sérum de veau fœtal, Lignée de | Gibco | 10099141 | |
| HepG2 | Beijing North China Chuanglian Biotechnology Research Institute (BNCC | 221031 | |
| Triglycérides humains (TG) ELISA Institut | de bio-ingénierie Nanjing Jiacheng | 20170301 | |
| Microscope inversé pour la culture cellulaire | Leica | DMi1 ; | |
| Isopropanol | Tianjin Zhiyuan Chemical Reagent Co. | Kit de | |
| coloration rouge à l’huile 2021030141, pour cellules cultivées | Beijing Solarbio Science & Technology Co.,Ltd. ; | G1262 | |
| Acide oléique ; | Sangon Biotech (Shanghai) Co., Ltd. | ||
| Pénicilline Streptomycine | Gibco | 15140122 | |
| SPSS 24.0 | Logiciel |
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