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Il glomerulo è fondamentale per la filtrazione del sangue limitando il passaggio di grandi molecole attraverso la barriera di filtrazione glomerulare 1,2. Il glomerulo contiene quattro tipi di cellule: cellule epiteliali parietali, podociti (cellule epiteliali viscerali), cellule endoteliali glomerulari (GEC) e cellule mesangiali3. L'endotelio glomerulare è caratterizzato da una struttura vascolare unica, come per la presenza di fenestrae richieste per grandi volumi di filtrazione4. La superficie apicale dell'endotelio glomerulare è ricoperta da uno strato di glicocalice caricato negativamente e da un rivestimento chiamato strato superficiale endoteliale che crea uno spazio tra l'endotelio e il sangue. Questa struttura fornisce un'elevata selettività della carica limitando il passaggio di molecole caricate negativamente come l'albumina e impedendo l'adesione di leucociti e piastrine5.
Gli OG sono molto sensibili ai cambiamenti metabolici, come l'iperglicemia associata all'ambiente diabetico. Infatti, il diabete porta ad un aumento della circolazione di sostanze nocive, alla saturazione delle vie del metabolismo del glucosio e a disturbi dell'equilibrio redox cellulare 3,6. Inoltre, l'aumento delle specie reattive dell'ossigeno induce disfunzione mitocondriale, che influisce sulla funzione endoteliale7.
L'obiettivo generale dell'attuale protocollo è quello di isolare cellule endoteliali glomerulari immortalizzate con caratteristiche mitocondriali fluorescenti. Infatti, la coltura cellulare di GEC primari ha un ciclo proliferativo limitato e una senescenza precoce8. Inoltre, la presenza di mitocondri fluorescenti aiuta a esaminare gli eventi di fissione e fusione in risposta all'iperglicemia o a qualsiasi altro trattamento. Come metodo alternativo, altri laboratori hanno utilizzato h-TERT per immortalare le cellule in vitro9.
Il metodo qui descritto consente l'isolamento di cellule endoteliali glomerulari mitoDendra2 condizionatamente immortalate da animali di 4-6 settimane (Figura 1). Questo protocollo dettagliato descrive l'uso di topi transgenici (H-2K b-tsA58) che ospitano il gene 10,11 del virus delle scimmie 40 Large Tumor Antigene (SV40 TAg) per generare cellule termolabili condizionatamente immortalate. Il prodotto del gene tsA58 TAg è funzionale alla temperatura permissiva di 33 °C sotto il controllo del promotore 5' fiancheggiante inducibile del gene H-2Kb del topo, che viene aumentato al di sopra dei livelli basali dopo esposizione all'interferone gamma (IFNγ), mantenendo quindi il fenotipo di proliferazione condizionale12. H-2Kb viene rapidamente degradato alla temperatura non permissiva di 37 °C in assenza di IFNγ, rimuovendo la funzione immortalizzante del tsA58Tag nelle cellule e permettendo alle cellule di sviluppare un fenotipo 13,14,15 più differenziato. L'incrocio opzionale di topi transgenici H-2Kb-tsA58 con topi PhAM, che esprimono un mitocondrio-specifico (subunità VIII della citocromo c ossidasi) Dendra2-green, consente la rilevazione in tempo reale di mitocondri fluorescenti16. La fluorescenza verde Dendra2 passa alla fluorescenza rossa dopo l'esposizione a un laser16 a 405 nm. Quando i mitocondri si fondono dopo il foto-switching, formano forme allungate che appaiono gialle dallo scambio di materiale verde e giallo o appaiono rosse quando subiscono la fissione 7,17. I mitoDendra2-GEC sono un ottimo strumento per studiare le risposte cellulari dei mitocondri GEC a diversi stimoli.