Medición de complejos de transferencia de electrones mitocondriales en tejido cardíaco previamente congelado de la descendencia de cerda: un modelo para evaluar los cambios bioenergéticos mitocondriales inducidos por el ejercicio

El objetivo de este protocolo era proporcionar pasos detallados para obtener una preparación enriquecida con mitocondrias a partir de tejido cardíaco previamente congelado con una nueva tecnología de interrupción mecánica de baja energía del tejido que mejora la lisis tisular y la extracción de mitocondrias. Con este método, se puede lograr una mayor eficiencia de extracción sin generar altas tensiones de cizallamiento o alta temperatura y un corto tiempo de homogeneización (10-12 s)^10.0001.

Obtener mitocondrias a partir de tejido congelado archivado es un activo valioso para realizar estudios ^funcionales2 y bioquímicos3, de lo contrario no sería fácilmente repetible en las condiciones experimentales exactas. Se ha utilizado un homogeneizador de vidrio de mortero de teflón clásico Potter-Elvehjem o homogeneizador Dounce y todavía se usa en laboratorios de investigación para homogeneizar tejidos blandos como el hígado, el riñón y el cerebro. Sin embargo, la homogeneización de tejidos duros como el músculo y el corazón requiere más tiempo de homogeneización, tratamiento enzimático, homogeneización de alta velocidad y una amplia experiencia de usuario. Esto es desventajoso para extraer orgánulos intactos, como las mitocondrias, del tejido duro, como el músculo y el corazón. El método descrito en este protocolo se utiliza para obtener una preparación enriquecida con mitocondrias de alto rendimiento para analizar complejos de proteínas de cadena de transporte de electrones mitocondriales (ETC) y su formación supercompleja en tejidos cardíacos cosechados de crías nacidas de cerdas ejercitadas y sedentarias, congeladas en nitrógeno líquido y almacenadas a -80 ° C para su uso futuro. Este método permite al usuario aislar la preparación enriquecida con mitocondrias de tejidos archivados previamente congelados.

La exposición externa a nanomateriales a roedores preñados puede afectar negativamente la función cardíaca y la respiración mitocondrial y la bioenergética de la progenie durante la ^gestación4. Sin embargo, los cambios positivos inducidos por el ejercicio aeróbico en la bioenergética de los miocitos fetales durante el embarazo aún no se han documentado. Sin embargo, estudios emergentes aportan evidencia de que el ejercicio aeróbico materno durante el embarazo tiene una influencia positiva en la función cardíaca ^fetal5. Con el fin de proporcionar más evidencia, se realizó un análisis de los efectos longitudinales del ejercicio materno sobre los complejos de la cadena respiratoria mitocondrial cardíaca de la descendencia (es decir, del Complejo I al Complejo V) durante el embarazo.

Este estudio tiene una relevancia significativa para la salud, ya que los resultados pueden sugerir que el ejercicio materno mejora la eficiencia de la producción de energía en las mitocondrias cardíacas de la descendencia. En este estudio, las cerdas (cerdo hembra) se utilizaron como modelo animal por dos razones: (i) la fisiología cardíaca es similar a la ^humana6, y (ii) la recolección de tejido cardíaco de la descendencia de diferentes puntos de tiempo es factible bajo una aprobación institucional de la IACUC. El estudio propuesto tiene como objetivo responder a muchas de las preguntas fundamentales que vinculan el ejercicio materno y sus posibles efectos positivos en la composición celular y bioquímica del tejido cardíaco de la descendencia. Este enfoque requiere técnicas de aislamiento de mitocondrias suaves pero efectivas a partir de tejido cardíaco previamente congelado obtenido de los largos y costosos estudios longitudinales que abordaron los problemas de los cambios bioenergéticos dentro de los miocitos cardíacos fetales durante el embarazo. El método descrito en este estudio permite utilizar grandes sumas de tejido archivado previamente congelado para la preparación enriquecida con mitocondrias para estudios analíticos y funcionales. El estudio también ayudará a llenar el vacío de conocimiento en este campo al proporcionar datos preliminares, lo que podría conducir a futuros estudios que determinen los efectos del ejercicio materno en la salud cardíaca en el útero y más allá.