La membrana plasmatica è composta da un doppio strato lipidico arricchito con varie proteine di membrana, inclusi recettori transmembrana e canali ionici. I domini lipidici all'interno della membrana sono stati chiariti attraverso regioni solubili e insolubili in detergenti identificate in esperimenti di frazionamento a membrana resistente ai detergenti (DRM)1. Le frazioni insolubili erano caratterizzate dall'essere arricchite in colesterolo, sfingomieline strettamente impacchettate e fosfolipidi saturi, esibendo punti di fusione più elevati, in contrasto con le frazioni solubili che consistono prevalentemente di temperature di fusione più basse e fosfolipidi insaturi debolmente impacchettati. Le regioni strettamente impacchettate sono indicate come domini lipidici ordinati ai liquidi (Lo), o zattere lipidiche, mentre i domini lipidici disordinati dai liquidi (Ld) più vagamente organizzati sono le regioni non zattere della membrana plasmatica 2,3. È noto che le regioni delle zattere lipidiche facilitano i processi di segnalazione, con prove che indicano che il recettore attivo dell'insulina si associa a queste zattere 4,5. Tuttavia, a causa della natura dinamica della membrana cellulare e delle dimensioni generalmente ridotte dei domini, la visualizzazione diretta della presenza di zattere nelle cellule vive presenta sfide significative. In questo contesto, presentiamo un metodo per studiare l'impatto dei lipid rafts sul recettore dell'insulina attraverso tecniche di scambio lipidico.
Le ciclodestrine (CD) sono formate da monomeri di glucosio collegati che creano una struttura ad anello con una cavità centrale. La dimensione di questa cavità è determinata dal numero di unità di glucosio: sei unità formano l'alfa-ciclodestrina (α-CD), mentre sette unità creano beta-ciclodestrine (β-CD). I CD sono molecole altamente solubili in acqua in grado di incapsulare i lipidi all'interno della loro cavità, facilitandone così il trasporto alla membrana cellulare6. Le beta-ciclodestrine sono state ampiamente utilizzate per aggiungere e rimuovere lipidi dalle membrane7; Tuttavia, la sua cavità più grande manca di specificità per il colesterolo o i fosfolipidi8. Al contrario, le alfa-ciclodestrine, con la loro cavità più piccola, mostrano una maggiore selettività nel legare le molecole lipidiche rispetto agli steroli. In particolare, la metil-α-ciclodestrina (metil-α-CDs) non interagisce con gli steroli ed è stata efficacemente utilizzata per scambiare fosfolipidi e sfingomieline senza alterare la composizione del colesterolo della membrana cellulare 8,9.
In questo manoscritto, forniamo un protocollo dettagliato per l'utilizzo di metil-α-CD (MαCD) per scambiare lipidi nel foglietto esterno della membrana cellulare con lipidi esogeni che hanno proprietà che promuovono o interrompono la formazione di zattere lipidiche. Questo scambio viene utilizzato per studiare l'impatto dei raft lipidici sull'attività del recettore dell'insulina. La dimostrazione si concentrerà sull'introduzione di un fosfolipide e di una sfingomielina che influenzano la formazione di domini ordinati nei liquidi (Lo) nella membrana plasmatica di linee cellulari di ovaio di criceto cinese (CHO) che sovraesprimono stabilmente il recettore dell'insulina (IR)10. L'entità dello scambio lipidico nelle cellule CHO IR sarà valutata attraverso la cromatografia su strato sottile ad alte prestazioni (HP-TLC), mentre le variazioni dell'attività del recettore dell'insulina saranno quantificate mediante analisi western blot a seguito di stimolazione insulinica post-scambio lipidico.