8 de junho de 2022
Evidências crescentes indicam que a infiltração excessiva de lipídios dentro do músculo esquelético resulta em lipotoxicidade e diabetes. Aqui, apresentamos um protocolo completo, incluindo processamento de tecidos, coloração com Bodipy, aquisição de imagens e análise, para quantificar o tamanho, densidade e distribuição subcelular de gotículas lipídicas de forma específica do tipo fibra.
Este protocolo permite a quantificação de gotículas lipídicas e a análise de sua morfologia e distribuição subcelular de forma específica do tipo fibra. Esta técnica permite o processamento simultâneo de diferentes músculos, economizando tempo e evitando artefatos que poderiam ocorrer quando processados de forma independente. Também permite a automatização da quantificação de gotículas lipídicas.
A miostetose foi avaliada nos músculos marinhos, mas esse protocolo poderia ser traduzido para humanos em diferentes condições, como obesidade, envelhecimento e câncer. Reconhecer as mesmas fibras na seção paralela pode ser difícil, mas estruturas notáveis como ajustes de axônio ou fusos musculares são bons marcos que ajudarão o pesquisador a localizar as mesmas fibras em ambos os slides. Para começar coloque duas seções vertigem congeladas em série da amostra muscular em dois slides de adesão pré-rotulados.
Um slide para determinar os tipos de fibras e o outro para quantificar o conteúdo lipídico. Para detecção imunohistoquímica do tipo de fibra muscular, cerque as seções com um contorno desenhado com uma caneta hidrofóbica. Coloque-o em uma câmara úmida e enxágue com pbs molar de gelo de 0,1 molar por um minuto em temperatura ambiente.
Em seguida, remova o PBS, adicione a solução de bloqueio ao slide e incuba por 90 minutos a 37 graus Celsius. Mais tarde remova a solução de bloqueio e incuba os slides por 90 minutos a 37 graus Celsius com a solução contendo os anticorpos primários. Lave os slides três vezes com PBS por cinco minutos cada, em temperatura ambiente.
Adicione a solução contendo os anticorpos secundários e incubar os slides no escuro por uma hora à temperatura ambiente, a partir de agora certifique-se de manter o slide longe da luz e proceda com as três lavagens em PBS por cinco minutos cada, em seguida, enxágue o slide em água dupla destilada, depois de remover o excesso de água, monte o slide com reagente antifado e armazene-o a quatro graus Celsius protegido da luz. Para colorar a gota lipídica com corpuleta, cerque a seção muscular com um contorno desenhado por uma caneta hidrofóbica antes de enxágüe-a com pbs molar gelado de 0,1 por 10 minutos. Ambos os slides devem ser manchados simultaneamente.
Fixar a seção com paraformaldeído frio de 4% sem metanol por 10 minutos em temperatura ambiente. Após a primeira lavagem rápida, lave os slides três vezes com PBS por cinco minutos. Bloqueie o slide com soro de cabra 5% normal na PBS por uma hora na câmara humana.
Seguido pela incubação do slide com a solução do anticorpo primário que compreende 2% de soro de cabra normal e anti-laminina de rato na PBS por 90 minutos. Depois de lavar slides três vezes na PBS, realize a próxima incubação com a solução secundária de anticorpos contendo cabra, anti-rato, fluor Alexa 647 anticorpos em PBS à temperatura ambiente por uma hora. Certifique-se de que o slide está protegido da luz.
Após a incubação lave o slide três vezes com PBS. Em seguida, incubar a seção por 20 minutos com solução dapi e bodipy. Depois de uma lavagem rápida, lave três vezes com PBS e, uma vez com água destilada dupla, remova o excesso de água e monte a seção com um reagente anti-fade.
Uma vez que o músculo é escaneado, carregue as imagens digitais capturadas em qualquer software de processamento de imagem para reconstrução. Com base na morfologia das fibras e na histologia da seção muscular, salve a imagem em um formato adequado com todos os canais mesclados. Para observação e aquisição de imagem corporal, defina os parâmetros para um microscópio confocal, com uma lente objetiva de imersão de óleo de 40 X e uma abertura numérica de 1,4, conforme descrito no manuscrito.
Para evitar conversa cruzada entre bodipy e 558, 568, e laminin Alexa fluor 647; Use o modo de varredura sequencial no software confocal. Excite bodipy e 493,503 usando a linha laser de 488 nanômetros ou linha laser de argônio, e excite bodipy e 555.568 usando a linha de laser de 561 nanômetros. Finalmente, detecte o fluor 647 da Alexa laminina com uma linha laser de 640 nanômetros, dependendo do corante escolhido, estando as taxas de emissão em 570 a 650 nanômetros para bodipy e 493,503.
E entre 565 e 620 nanômetros para bodipy e 558.568. Defina a faixa de emissão de laminina em 656 a 700 nanômetros. Em seguida, defina o ganho e o ganho digital adequadamente para evitar detectar pixels saturados no indicador de intervalo.
Corrija o sinal de fundo ajustando o deslocamento. Para identificar o tipo de fibra no microscópio confocal, use um laptop no qual a imagem do slide previamente reconstruído com a detecção de imuno do tipo fibra pode ser verificada. Uma vez que um grupo de fibras é corretamente identificado, adquira a imagem com os canais bodipy e laminin.
Abra cada imagem com o auxílio do importador do bioformat de Fiji. Sob a pilha de visualização com opção selecione hipercompilhado, em seguida, modo de cor e padrão. Certifique-se de que a janela de escala automática esteja selecionada.
Use a ferramenta de seleção manual gratuita para selecionar manualmente o sarcolemma da fibra com base no canal laminin. E pressione T no teclado para gravar a região de interesse na janela do ROI. Vá para a janela principal de Fiji e clique em analisar e definir as medidas.
Em seguida, na área de seleção da janela pop-up e para diâmetro elevado, deixe as caixas restantes desmarcadas e outros parâmetros à medida que aparecem por padrão. Clique na medida na janela roi para obter a área e mínima para o diâmetro elevado da fibra selecionada e observe-as para uso posterior. Calcule o valor de um sexto do mínimo para o diâmetro elevado para delimitar a parte central da fibra.
Clique na janela do ROI, clique em adicionar para ter uma duplicata do primeiro ROI e selecione o segundo ROI que aparece na janela. Na janela principal de Fiji, clique em editar, em seguida, seleção e ampliar. Para introduzir o valor calculado anteriormente com um sinal de menos antes do número e clique em ok.
Na janela ROI, clique em adicionar, um terceiro ROI deve aparecer e excluir para excluir o segundo ROI. Na janela ROI selecione ambos os ROIs e clique em mais do que ZOR e adicione, aguarde que apareça um terceiro ROI que corresponda à periferia da fibra. Se for necessária a re-análise das mesmas fibras, salve os ROIs clicando em mais e depois salve.
Selecione o canal bodipy e abra a ferramenta limiar clicando nas guias de imagem, ajuste e limiar na janela principal de Fiji. Na janela pop-up limiar, defina os valores para 70 e 255. Em seguida, selecione o método YEN e preto e branco.
Antes de clicar em fundo escuro. Por fim, acerte a guia de aplicação. Vá para a janela principal de Fiji e clique em analisar e definir as medidas.
Na janela pop-up, selecione área, fração de área e limite para limiar. Deixe as caixas e parâmetros restantes como padrão. Vá para a janela do ROI e selecione o primeiro ROI.
Na janela principal de Fiji clique em analisar e, em seguida, analise a ferramenta de partículas. Na janela de partículas analisadas, defina os valores de dois ao infinito e verifique a caixa de pixels. Mantenha o valor de circularidade padrão e selecione resumir antes de clicar em ok.
Para obter os valores do centro e da periferia da fibra, repita a seleção do segundo e terceiro ROI de cada vez. Em seguida, salve os resultados clicando no arquivo e, em seguida, salve como na janela de resumo. Inclua o tipo de fibra no nome do arquivo.
Este protocolo imunohistoquímico permite o reconhecimento de camundongos, fibras oxidativas lentas, como as fibras tipo 1 e 2A, fibras glicolíticas rápidas, como os tipos 2X e 2B, e a presença de fibras híbridas. Medindo a área e o mínimo para o diâmetro elevado da fibra muscular foi aplicada uma redução dependente de tamanho para obter as áreas central e periférica de cada fibra. Estruturas notáveis de cada seção muscular, como galhos de axônio ou fusos musculares são bons marcos que podem ajudar a localizar as mesmas fibras de ambos os lados.
As configurações descritas para a aquisição de coloração de laminina corporal por microscopia confocal. Permitida, a visualização e análise do tamanho, número e distribuição de gotículas lipídicas de três a seis fibras simultaneamente. O método também permitiu a quantificação de três parâmetros importantes, a porcentagem da área de fibra ocupada pelas gotículas lipídicas, a densidade e o tamanho médio das gotículas lipídicas.
O procedimento de congelamento inadequado e a falha em alcançar a temperatura certa de isopentane resultaram em uma formação de cristal de gelo dentro das fibras musculares. Quando as seções não estavam alinhadas transversalmente a quantificação da gotícula lipídica e a comparação entre fibras, músculos ou animais não puderam ser realizadas. O processamento do segundo slide deve ser feito simultaneamente com o primeiro.
A secagem do ar após a crioseção por 15 minutos reduzirá significativamente o tamanho e o número de gotículas lipídicas. O bodipy pode ser usado para estudar a interação de gotículas lipídicas com outras organelas subcelulares, ou pilha de proteínas com fluorescência de um espectro diferente, ou com modelos de GFP geneticamente modificados. A miose tem sido relatada como um fator prognóstico ruim para várias doenças.
Portanto, essa técnica poderia ser utilizada para monitorar a progressão de uma doença ou para avaliar o efeito de um tratamento.
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Este protocolo permite a quantificação de gotículas lipídicas e sua análise morfológica de maneira específica ao tipo de fibra. Facilita o processamento simultâneo de diferentes amostras musculares, reduzindo o tempo e potenciais artefatos.
Quantitative analysis of lipid droplet content and morphology in skeletal muscle fibers enables mechanistic de-risking of metabolic and muscle-related disease models. This protocol supports predictive confidence in target validation by distinguishing fiber-type specific lipid dynamics, which are critical for translational research in obesity, aging, and related pathologies. The approach enhances portfolio decision-making by providing standardized, reproducible data on subcellular lipid distribution.
This protocol integrates from early discovery through preclinical research, supporting lead identification and translational continuity in metabolic and muscle disease programs.