Détection de la mitophagie chez Caenorhabditis elegans et des cellules de mammifères à l’aide de colorants spécifiques aux organites

Vijigisha Srivastava; Einav Gross

doi:10.3791/65337

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Article de méthode

Détection de la mitophagie chez Caenorhabditis elegans et des cellules de mammifères à l’aide de colorants spécifiques aux organites

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DOI :

10.3791/65337

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19 mai 2023

Vijigisha Srivastava¹ , Einav Gross¹

¹Department of Biochemistry and Molecular Biology, Faculty of Medicine, Institute for Medical Research, Israel-Canada (IMRIC), The Hebrew University of Jerusalem

Dans cet article

Résumé

L’exploration de la mitophagie par microscopie électronique, capteurs génétiques et immunofluorescence nécessite un équipement coûteux, du personnel qualifié et un investissement en temps important. Ici, nous démontrons l’efficacité d’un kit de colorant de fluorescence commercial pour quantifier le processus de mitophagie à la fois chez Caenorhabditis elegans et dans une lignée cellulaire de cancer du foie.

Résumé

Les mitochondries sont essentielles à diverses fonctions biologiques, notamment la production d’énergie, le métabolisme des lipides, l’homéostasie du calcium, la biosynthèse de l’hème, la mort cellulaire régulée et la génération d’espèces réactives de l’oxygène (ROS). Les ROS sont vitales pour les processus biologiques clés. Cependant, lorsqu’ils ne sont pas contrôlés, ils peuvent entraîner des lésions oxydatives, y compris des dommages mitochondriaux. Les mitochondries endommagées libèrent plus de ROS, intensifiant ainsi les lésions cellulaires et l’état de la maladie. Un processus homéostatique appelé autophagie mitochondriale (mitophagie) élimine sélectivement les mitochondries endommagées, qui sont ensuite remplacées par de nouvelles. Il existe plusieurs voies de mitophagie, le critère d’évaluation commun étant la dégradation des mitochondries endommagées dans les lysosomes.

Plusieurs méthodologies, y compris les capteurs génétiques, l’immunofluorescence des anticorps et la microscopie électronique, utilisent ce paramètre pour quantifier la mitophagie. Chaque méthode d’examen de la mitophagie a ses avantages, tels que le ciblage tissulaire/cellulaire spécifique (avec des capteurs génétiques) et un grand détail (avec la microscopie électronique). Cependant, ces méthodes nécessitent souvent des ressources coûteuses, du personnel formé et un long temps de préparation avant l’expérience réelle, par exemple pour créer des animaux transgéniques. Ici, nous présentons une alternative rentable pour mesurer la mitophagie en utilisant des colorants fluorescents disponibles dans le commerce ciblant les mitochondries et les lysosomes. Cette méthode mesure efficacement la mitophagie chez le nématode Caenorhabditis elegans et les cellules hépatiques humaines, ce qui indique son efficacité potentielle dans d’autres systèmes modèles.

Introduction

Les mitochondries sont essentielles pour tous les animaux aérobies, y compris les humains. Ils convertissent l’énergie chimique des biomolécules en adénosine triphosphate (ATP) via la phosphorylation oxydative¹, synthétisent l’hème², dégradent les acides gras par oxydation^{β 3}, régulent l’homéostasie du calcium⁴ et du fer⁵ , contrôlent la mort cellulaire par apoptose⁶ et génèrent des espèces réactives de l’oxygène (ROS), qui jouent un rôle vital dans l’homéostasie redox⁷. Deux processus compléme....