Otyłość uważana jest za główny czynnik ryzyka wielu chorób, takich jak zaburzenia układu mięśniowo-szkieletowego, choroby sercowo-naczyniowe, insulinooporność, zespół metaboliczny, cukrzyca oraz wybrane typy nowotworów1. Otyłość jest jednym z najbardziej zauważalnych i niedocenianych problemów zdrowia publicznego, którego przyczyny są wieloelementarne. Krótko mówiąc, otyłość jest wywoływana przez zaburzenia równowagi między spożywanymi a zużywanymi kaloriami, co skutkuje zwiększonym magazynowaniem tłuszczu2. Nadmiar kalorii prowadzi do patologicznego rozrostu i zaburzenia funkcjonowania tkanki tłuszczowej (AT), kluczowego elementu w kontroli homeostazy energetycznej przez organizm.
Adipocyty są głównym składnikiem komórkowym AT3. Głównym czynnikiem wzrostu AT w warunkach otyłości jest hipertrofia komórek, czyli wzrost objętości adipocytów poprzez wzrost ilości tłuszczu zgromadzonego w cytoplazmie w postaci kropelek lipidowych (LDs)4. Nawet jeśli otyłość jest złożonym zaburzeniem patologicznym, badania nad biologicznym funkcjonowaniem adipocytów mogą posłużyć jako model do analizy jej przyczyn i poszukiwania nowych strategii leczenia. Podkreśla to potrzebę głębszego zrozumienia molekularnych mechanizmów napędzających zmiany w funkcji adipocytów, aby opracować nowe strategie terapeutyczne ukierunkowane na choroby związane z otyłością.
Modele zwierzęce są najbliższe odzwierciedleniu warunków fizjologicznych, co czyni je szeroko wykorzystywanymi do badań in vivo nad otyłością5. Jednak wyciąganie wniosków na temat podstawowych procesów biologicznych na poziomie komórkowym pozostaje bardzo trudne w tak wielowarstwowym systemie, który sprzyja zastosowaniu modeli adipocytów in vitro . Badania in vitro najczęściej opierają się na modelu komórek 3T3-L1 u myszy, który w odpowiednich warunkach uzyskuje fenotyp6 podobny do adipocytów. Niemniej jednak, ze względu na swoje pochodzenie, model ten nie może być stosowany w bardziej złożonych analizach, takich jak warunki współhodowli z komórkami ludzkimi, a wyniki nie zawsze mogą być bezpośrednio przetłumaczone na ludzkie adipocyty. Z tych wszystkich powodów poszukiwany jest model naśladujący otyłość u ludzi, a użycie ludzkich komórek macierzystych pochodzących z tłuszczu (ADSC) wraz z ich późniejszą różnicowaniem wydaje się racjonalne. Model ten jest zatem najbardziej odpowiedni do badania przerostu adipocytów u człowieka in vitro ze względu na jego niską złożoność. Umożliwia porównanie parametrów pojedynczego typu hodowli komórek w różnych warunkach, co jest niemożliwe in vivo ze względu na obecność wielu typów komórek w tkance tłuszczowej.
Ludzkie preadipocyty oraz komórki macierzyste pochodzące z tłuszczu wyizolowane z AT są najczęstszymi przykładami badania dysfunkcji tej tkanki6. Te komórki, po różnicowaniu, stanowią atrakcyjny model modulacji poziomów LD w adipocytach poprzez dodatkowe tuczenie. Niemniej jednak, istnieje stosunkowo niewiele badań analizujących hipertrofię w komórkach ludzkich 7,8,9, a większość z nich wykorzystuje tylko jeden rodzaj kwasu tłuszczowego (FA) do indukowania akumulacji LD.
Protokół ten proponuje uzupełnianie ludzkich adipocytów mieszanką FA (palmitian, oleanów i linoleanów), aby naśladować środowiska związane z otyłością. Pozwala to na stworzenie narzędzia opartego na ludzkich adipocytach przeciążonych lipidami, które można bezpośrednio porównać z kontrolnymi (naiwnymi) komórkami tłuszczowymi. Model ten może być następnie wykorzystywany do badania zmian fenotypowych i funkcjonalnych między adipocytami prawidłowymi i przerostowymi, lub, jeśli jest to potrzebne, do eksperymentów z warunkami współhodowli.