$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Il diabete mellito di tipo 2 (T2DM) è diventato una delle malattie metaboliche non trasmissibili in più rapida crescita a livello globale, con un numero totale di pazienti che ora supera i 537 milioni e si prevede supererà i 783 milioni entro il 2045. Le sue caratteristiche fisiopatologiche fondamentali si manifestano come resistenza all'insulina (IR) dei tessuti periferici, accompagnata da una progressiva disfunzioneβ-cellulare 2. L'essenza della RI risiede negli effetti biologici significativamente ridotti scatenati dall'insulina concentrata fisiologicamente negli organi bersaglio, che porta a una riduzione dell'assorbimento di glucosio, un aumento dell'output glicemia epatico e una compromessa inibizionedella lipolisi 3. Il tessuto adiposo è uno degli organi bersagli più critici dell'insulina. L'obesità rende le cellule adipose insensibili all'insulina, riducendo l'assorbimento di glucosio, inebendo la sintesi dei trigliceridi, aumentando contemporaneamente la lipolisi e rilasciando più acidi grassi liberi, aggravando così la resistenza sistemica all'insulina 4,5.
In condizioni fisiologiche, l'insulina attiva la via PI3K-AKT per traslocare il trasportatore di glucosio 4 (GLUT4) nella membrana cellulare, favorendo l'assorbimento del glucosio e la sintesi dei trigliceridi negli adipociti. Contemporaneamente, l'insulina inibisce l'attività della lipasi trigliceride adiposa (ATGL) e della lipasi sensibile agli ormoni (HSL) sulla superficie delle gocce lipidiche, bloccando così lalipolisi 6. Quando si verifica la resistenza all'insulina (IR), una segnalazione compromessa dell'insulina indebolisce l'inibizione della lipolisi, portando a un massiccio rilascio di acidi grassi liberi (FFA) nel flusso sanguigno. Questo comporta un massiccio rilascio di FFA nel flusso sanguigno, causando deposizione ectopica di trigliceridi in organi come fegato, muscolo scheletrico e pancreas. Questo induce tossicità delle labbra e infiammazione cronica, contribuendo infine all'insorgenza e alla progressione del T2DM7. Pertanto, stabilire un modello adipocitario maturo che riproduca le caratteristiche della RI in vivo è fondamentale per chiarire i meccanismi molecolari della RI e sviluppare nuove strategie di intervento.
Attualmente, la linea cellulare embrionale di fibroblasti embrionali 3T3-L1 è diventata uno strumento classico per gli studi in vitro sull'IR degli adipociti grazie al suo breve ciclo di induzione e alla buona riproducibilità 8,9. Tuttavia, l'origine embrionale delle cellule 3T3-L1, il loro background genetico uniforme e la suscettibilità alla deriva fenotipica dopo un passaggio a lungo termine comportano differenze significative nel comportamento metabolico rispetto agli adipociti in situ adulti, limitandone il valore medicotraslazionale 10,11. Al contrario, la frazione vascolare stromaica (SVF) isolata dal tessuto adiposo sottocutaneo dei roditori è ricca di cellule staminali adipose multipotenti (ASC). Gli adipociti maturi differenziati da questi ASC presentano caratteristiche morfologiche, funzionali e trascrizionali che somigliano più a quelle degli adipociti bianchi nativi rispetto alla linea cellulare 3T3-L1 ampiamente utilizzata. Questo rende gli adipociti derivati dalle SVF un modello complementare per studiare la segnalazione e la resistenza dell'insulina in un contesto che approssima meglio la complessità tissutaleprimaria 12.
Questo protocollo è particolarmente adatto ai ricercatori che vogliono studiare l'azione dell'insulina in un modello di adipociti primari che mantiene una maggiore eterogeneità tissutale rispetto alle linee cellulari immortalizzate. Tuttavia, gli utenti devono notare che la SVF è una popolazione mista contenente cellule endoteliali e immunità; Pertanto, i display riflettono il comportamento di una cultura in cui gli adipociti sono una componente principale ma non esclusiva. Questo modello potrebbe essere meno adatto a studi che richiedono una popolazione pura e sincronizzata di adipociti.
Questo studio propone un protocollo per costruire un modello cellulare resistente all'insulina utilizzando adipociti maturi derivati dalla SVF. Il protocollo dettaglia l'intero processo di isolamento, coltura, differenziazione e induzione della resistenza all'insulina della SVF, imitando con successo lo stato di resistenza all'insulina degli adipociti in vivo. La valutazione del modello sarà condotta ai livelli di consumo di glucosio, morfologia cellulare e meccanismi molecolari. Questo fornisce una base tecnica per indagare i meccanismi molecolari alla base della resistenza all'insulina negli adipociti.