Le gocce lipidiche (LD) sono organelli dinamici all'interno delle cellule che fungono da principali siti di stoccaggio per i lipidineutri 1. L'accumulo anomalo di LD è associato a una vasta gamma di malattie, che vanno oltre l'obesità includendo condizioni come fegatoadiposo 2, malattiecardiovascolari 3,diabete 4 e cancro5. Al contrario, un numero insufficiente di LD può avere conseguenze gravi, portando alla perdita delle riserve di energia cellulare e a conseguenti dannifunzionali 6. Nel contesto dell'economia agricola, l'insufficiente LD nei ruminanti può causare una secrezione insufficiente di grassi del latte, causando depressione dei grassi del latte, che a sua volta compromette il valore nutrizionale e la commerciabilità dei prodottilattiero-caseari 7. Attualmente, la regolazione del metabolismo della LD è emersa come un'area di ricerca significativa.
Lo sviluppo di tecniche di estrazione per i LD dal XX secolo ha costantemente mirato a estrarre i LD in quantità maggiori, con maggiore purezza e un'attività biologica meglio conservata. Ciò comporta l'istituzione e l'ottimizzazione continua di metodologie. Attualmente, diverse aziende hanno progettato kit commerciali per LD separation8. Sebbene questi kit riducano notevolmente il tempo di separazione e richiedano solo l'uso di centrifughe convenzionali, per campioni difficili da dissociare il reagente non può essere regolato ed è difficile ottimizzare le fasi del test. Inoltre, l'estrazione delle LD svolge un ruolo indispensabile nell'elucidare i meccanismi delle malattie, inclusi quelli delle malattie metaboliche come il fegatograsso 9, il cancro10 e le malattieneurodegenerative 11, fungendo da sonda multidimensionale per decifrare le vie patologiche. Le composizioni proteiche e lipidiche possono anche essere analizzate estraendo le LD per rivelare la diversità delle funzioni biologiche delle LD12.
La formazione del grasso del latte non è semplicemente un processo di degradazione del substrato; piuttosto, rappresenta un processo altamente orchestrato di sintesi e confezionamento lipidico eseguito dalle cellule epiteliali mammarie. 13. La generazione di grasso latte nelle mucche da latte si basa sul meccanismo di secrezione della membrana apicale di queste cellule: i trigliceridi sintetizzati nel reticolo endoplasmatico formano LD citoplasmatici, che vengono poi trasportati alla membrana apicale e secreti tramite gemiola. Durante questo processo, i LD sono avvolti da una membrana a forma di globulo di grasso del latte derivata dalla membrana apicale, portando alla formazione di globuli di grasso del latte strutturalmentestabili 14. La ghiandola mammaria bovina funge da modello classico per lo studio della lattazione nei mammiferi, e i meccanismi fondamentali che regolano la sintesi e la secrezione della LD sono altamente conservatinell'uomo 15. Stabilire metodi per estrarre i LD sia dai BMEC che dal tessuto mammario può collegare la produzione di bestiame e la salute umana. Analisi proteomiche e lipidomiche delle LD estratte possono successivamente essere utilizzate per migliorare la produzione e la qualità del latte, garantendo sicurezza e protezione.
Il metodo attuale si basa principalmente sulla caratteristica a bassa densità delle LD, che le fa fluttuare fino alla cima del gradiente durante lacentrifugazione 16. La procedura di estrazione consiste in tre fasi principali: raccolta del campione, ultracentrifugazione per la flottazione LD e lavaggio LD. Il saccarosio (2,5 M) viene aggiunto al tampone per proteggere i LD, la velocità di centrifugazione viene poi regolata secondo i requisiti sperimentali; tipicamente, grandi LD possono essere arricchiti a forze inferiori a 10.000 x g, mentre velocità più elevate (sopra 10.000 x g) vengono impiegate per estrarre piccoli LD, poiché i LD più grandi possono rompersi in queste condizioni. Infine, le LD estratte subiscono più lavaggi per prevenire contaminazioni e la purezza dell'estrazione viene valutata preliminarmente tramite colorazione BODIPY493/503.
I metodi convenzionali di isolamento LD ottengono principalmente un recupero di massa di popolazioni eterogenee di LD, limitando l'analisi delle differenze strutturali e funzionali dipendenti dalla dimensione. L'attuale protocollo estende gli approcci standard consentendo l'arricchimento basato sulla dimensione delle sottopopolazioni di LD tramite centrifugazione differenziale sequenziale, facilitando l'indagine sulla crescita, il ricambio, il traffico intracellulare e l'utilizzo differenziale da parte di vie lipolitiche o autofagiche. Questo approccio ottiene l'arricchimento piuttosto che la purificazione assoluta, e può verificarsi una parziale sovrapposizione tra frazioni di dimensione a causa di distribuzioni continue di dimensioni e proprietà fisiche condivise.