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Artigo de método

Análise de Gotículas Lipídicas Coradas por Fluorescência com Reconstrução 3D para Avaliação da Esteatose Hepática

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DOI:

10.3791/65206

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2 de junho de 2023

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Neste artigo

Resumo

Neste artigo, demonstramos um protocolo otimizado baseado em fluorescência BODIPY 493/503 para caracterização de gotículas lipídicas em tecido hepático. Através do uso de projeções ortogonais e reconstruções 3D, o fluoróforo permite o sucesso da discriminação entre esteatose microvesicular e macrovesicular e pode representar uma abordagem complementar aos protocolos histológicos clássicos para avaliação da esteatose hepática.

Resumo

As gotículas lipídicas (DLs) são organelas especializadas que medeiam o armazenamento lipídico e desempenham um papel muito importante na supressão da lipotoxicidade e na prevenção da disfunção causada pelos ácidos graxos livres (AGs). O fígado, dado seu papel crítico no metabolismo da gordura do corpo, é persistentemente ameaçado pelo acúmulo intracelular de DLs na forma de esteatose hepática microvesicular e macrovesicular. A caracterização histológica dos LDs é tipicamente baseada em corantes diazo lipossolúveis, como a coloração Oil Red O (ORO), mas uma série de desvantagens consistentemente dificulta o uso dessa análise com espécimes hepáticos. Mais recentemente, os fluoróforos lipofílicos 493/503 tornaram-se populares para visualizar e localizar DLs devido à sua rápida captação e acúmulo no núcleo de gotículas lipídicas neutras. Embora a maioria das aplicações seja bem descrita em culturas celulares, há menos evidências demonstrando o uso confiável de sondas de fluoróforo lipofílico como uma ferramenta de imagem de DL em amostras de tecido. Neste trabalho, propomos um protocolo otimizado baseado em dipirrometeno de boro (BODIPY) 493/503 para a avaliação de DLs em espécimes hepáticos de um modelo animal de esteatose hepática induzida por dieta hiperlipídica (DHL). Este protocolo abrange preparo de amostras de fígado, secção tecidual, coloração BODIPY 493/503, aquisição de imagens e análise de dados. Demonstramos um aumento do número, intensidade, razão de área e diâmetro das DLs hepáticas após a alimentação com DH. Usando projeções ortogonais e reconstruções 3D, foi possível observar o conteúdo total de lipídios neutros no núcleo LD, que apareceu como gotículas quase esféricas. Além disso, com o fluoróforo BODIPY 493/503, conseguimos distinguir microvesículas (1 μm < d ≤ 3 μm), vesículas intermediárias (3 μm < d ≤ 9 μm) e macrovesículas (d > 9 μm), permitindo a discriminação bem sucedida da esteatose microvesicular e macrovesicular. Em geral, este protocolo baseado em fluorescência BODIPY 493/503 é uma ferramenta confiável e simples para a caracterização da DL hepática e pode representar uma abordagem complementar aos protocolos histológicos clássicos.

Introdução

As gotículas lipídicas (DLs), classicamente vistas como depósitos de energia, são organelas celulares especializadas que medeiam o armazenamento lipídico e compreendem um núcleo lipídico neutro hidrofóbico, que contém principalmente ésteres de colesterol e triglicérides (TGs), encapsulados por uma monocamada fosfolipídica 1,2,3.

A biogênese da DL ocorre no retículo endoplasmático (RE), iniciando-se com a síntese de triacilgliceróis (TAG) e ésteres esteróis. Os lipídios neutros são difundidos entre os folíolos da bicamada de RE em baixas concentraçõ....

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Protocolo

Todos os procedimentos em animais realizados neste estudo foram aprovados pelo Instituto Coimbra de Investigação Clínica e Biomédica (iCBR) Animal Welfare Body (ORBEA, #9/2018) e cumpriram as diretivas nacionais e europeias de cuidados com animais e as diretrizes ARRIVE.

1. Delineamento experimental

  1. Ratos Wistar machos de 13 semanas de idade em gaiolas ventiladas sob condições ambientais controladas de temperatura (22 °C ± 1 °C), umidade (50%-60%) e luz (ciclo claro-escuro de 12 h) e com acesso ad libitum à água da torneira e ração padrão para roedores.
  2. Após um período de 2 semanas de aclimataçã....

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Resultados

A execução bem-sucedida desta técnica deve resultar em coloração clara de gotículas lipídicas para a caracterização simultânea da morfologia da DL (forma e densidade do núcleo lipídico com base na reconstrução 3D), juntamente com sua distribuição espacial, número por área total e tamanho médio (avaliado com a tubulação acima descrita, Figura 1).

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Discussão

Este protocolo baseado em fluorescência BODIPY 493/503 para avaliação de DL teve como objetivo desenvolver uma nova abordagem de imagem para a avaliação da esteatose hepática. Dada a forte correlação entre obesidade e doença hepática gordurosa, a dieta hiperlipídica de estilo ocidental foi utilizada para estabelecer um modelo animal de esteatose hepática26. Um aumento robusto no conteúdo hepático de TG foi confirmado por um kit de ensaio colorimétrico quantitativo de triglicerídeos, que sugeriu um.......

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Divulgações

Os autores não têm nada a revelar.

Agradecimentos

Esta investigação foi financiada por fundos nacionais e europeus através da Fundação para a Ciência e a Tecnologia (FCT), Fundo Europeu de Desenvolvimento Regional (FEDER) e Programa Operacional Factores de Competitividade (COMPETE): 2020.09481.BD, UIDP/04539/2020 (CIBB) e POCI-01-0145-FEDER-007440. Os autores agradecem o apoio do iLAB - Laboratório de Microscopia e Bioimagem, unidade da Faculdade de Medicina da Universidade de Coimbra e membro da infraestrutura nacional PPBI-Plataforma Portuguesa de BioImagem (POCI-01-0145-FEDER-022122), bem como o apoio do FSE CENTRO-04-3559-FSE-000142.

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Materiais

Lista de materiais utilizados neste artigo
NomeEmpresaNúmero de catálogoComentários
Tubo de silicone I.D. de 1,6 mm, mini conjunto de gotejamento IVFisher Scientific
4,4-difluoro-1,3,5,7,8-pentametil-4-bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (BODIPY 493/503)Sigma-Aldrich, Lyon, FrançaD3922
4',6-diamidino-2-fenilindol (DAPI)Molecular Probes Inc, Invitrogen, Eugene, ORD1306
70% etanolHoneywell10191455
Adobe Illustrator CCAdobe Inc.Usado para projetar as figuras
Analisador automático Hitachi 717Roche Diagnostics Inc., Mannheim, Alemanha8177-30-0010
Caneta de barreira (Liquid blocker super pap pen)Daido Sangyo Co., Ltd, Japon_
BladeLeica221052145Usado no criostato
Cell Profiler versão 4.2.5https://cellprofiler.org/releases/Usado para analisar as imagens
adquiridas LamínulasMenzel-Glaser, Alemanha_
CryomoldsTissue-Tek_
Cryostat (incluindo disco de amostra e extrator de calor) CM3050 SLeica Biosystems_
Dimetilsulfóxido (DMSO)Sigma-Aldrich, Lyon, FrançaD-8418Utilizado para dissolver Bodipy para a solução-mãe de 5 mg/ml. CUIDADO: Tóxico
e inflamável. Os vapores podem causar
irritação. Manipular em um exaustor
. Evite o contato direto com a pele.
Use luvas de borracha, óculos de proteção ocular
.
Recipiente de gelo seco (refrigerador de isopor)NovolabA26742
Pinça DumontFine Science Tools, Alemanha11295-10
Placa de Petri de vidro (H 25 mm, ø
150 mm)
Thermo Scientific150318Usado para pesar o fígado após a dissecção
GlycergelDAKO OmnisS303023
GraphPad Prism software, versão 9.3.1GraphPad Software, Inc., La Jolla, CA, EUA
Dieta rica em gorduraEnvigo, Barcelona, EspanhaMD.08811
Cetamina (Nimatek  100 mg/mL)Dechra791/01/14DFVPTUsado a uma concentração final de 75 mg/kg
Microscópio confocal de varredura a laser  (Unidade de detecção QUASAR; )Carl Zeiss, AlemanhaLSM 710 Axio Observer Z1 microscópio
Medetomidina (Sedador 1 mg/mL)Dechra1838 ESP / 020/01/07RFVPTUsado em uma concentração final de 1 mg/kg
AgulhaBD microlance300635
No 15 Bisturi estéril de aço carbono
Lâmina
Swann-Morton205
Objetivos 10x (Plan-Neofluar 10x/0.3), 20x (Plan-Apochromat 20x/0.8) e 40x (Plan-Neofluar 40x/1.30 Oil)  Carl Zeiss, Alemanha
PincéisVan Bleiswijck Amazon B07W7KJQ2X  Usado para lidar com criosseções
Bomba peristáltica (Minipuls 3)Gilson1004170
Solução salina tamponada com fosfato (PBS, pH ~ 7,4)Sigma-Aldrich, Lyon, FrançaP3813
Cabo de bisturi, 125 mm (5"), No. 3Swann-Morton0208
Sistema de coloração deslizante StainTraySimport ScientificM920
Dieta padrão  Lâminas de microscópio Mucedola4RF21
Superfrost PlusMenzel-Glaser, AlemanhaJ1800AMNZ
Mídia de montagem Tissue-Tek OCTVWR CHEMICALS361603E
Kit de ensaio colorimétricoCayman Chemical10010303
Banho ultrassônicoBandelin Sonorex TK 52
Mola Vannas tesoura - 3 mm
de ponta
Fine Science Tools, Alemanha15000-00
ZEN Software pretoZeiss

Referências

  1. Klemm, R. W., Ikonen, E. The cell biology of lipid droplets: More than just a phase. Seminars in Cell & Developmental Biology. 108, 1-3 (2020).
  2. Martin, S., Parton, R. G. Lipid droplets: A unified view of a dynamic organelle. Nature Reviews....

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Reimpressões e permissões

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