Determinação de índice de lipídios pela recuperação de fluorescência líquido no patógeno fungo Ustilago Maydis

Gotículas lipídicas (LDs) são onipresentes corpos de gordura intracelulares, compostos por um núcleo de lipídios neutros, principalmente de TAGs e ésteres de esterol (SE). O núcleo é rodeado por uma monocamada de fosfolipídios que interage com proteínas como perilipin e enzimas envolvidas na síntese de lipídios neutros, como o diacilglicerol acil-transferase, carboxilase acetil-CoA e acil-CoA sintase¹. Devido a seu comportamento dinâmico, a monocamada de fosfolipídeo também contém lipases triacilglicerol que hidrolisam TAGs e SE². Dependendo do tipo de célula e organismo, lipídios neutros armazenados podem ser usados para gerar energia, ou sintetizam fosfolipídios e moléculas sinalizadoras. Em leveduras e outros fungos, o conteúdo do LDs muda em resposta a variações na proporção de nitrogênio/carbono em meios de cultura, indicando que a disponibilidade de nitrogênio diminuída pode ser a chave para aumentar a produção de lipídios neutros^{3,4 ,5}. A produção de grandes quantidades de TAGs em levedura tem potencial uso em biotecnologia como fonte de biocombustíveis e na indústria alimentar. Alguns lipídeos armazenados contêm altas proporções de ácidos graxos poliinsaturados, como o ômega 3 e ômega 6, com importância nutricional e dietética ^{6,7,8,9,10 , 11}. LDs de células de mamíferos, incluindo células humanas, também contêm TAGs e ésteres de colesterol. A monocamada de fosfolipídeo interage com o homólogo de mamíferos das proteínas descrito no fermento LDs e com uma proteína adicional, perilipin, que está ausente em S. cerevisiae¹². Uma proposta que papel para a monocamada de fosfolípidos e suas proteínas associadas é para estabilizar a estrutura de LDs e permitir a interação do LDs com organelas como mitocôndrias, retículo endoplasmático, peroxissomos e vacúolos, principalmente para a troca de lipídios ^13,14. Curiosamente, em humanos, LDs parecem estar envolvidos em patologias como a diabetes tipo 2, aterosclerose, esteatohepatite e doença coronariana, em que há um aumento no seu número ^15,16,17 . Alguns tipos de vírus usam LDs como plataformas para montar os virions ^2,18,19.

Devido as implicações de LDs em patologias humanas e seu potencial uso biotecnológico, a exata determinação experimental da formação de LDs é uma tarefa importante. Este artigo descreve um ensaio confiável baseado na recuperação da fluorescência (LFR) de BODIPY 493/503 (4, 4-diflúor-1, 3, 5, 7, 8-pentametil-4-bora-3a, 4a-diaza-s-indacene), para obter um valor relativo do teor de lípidos neutros nas células. Com este ensaio, é possível acompanhar a dinâmica da acumulação de lípidos neutros em fungos como U. maydis e S. cerevisiaee também em células de mamíferos, sem a necessidade de extração de lipídios ²⁰. O método foi aplicado pela primeira vez em S. cerevisiae para identificar as fosfatases da proteína e quinases envolveram na regulação do metabolismo lipídico. Isso foi possível sem extração de lipídios ou proteínas purificação^21,22. LFR também tem sido utilizada para estabelecer a dinâmica da formação de LDs em macrófagos peritoneais²³. O uso de BODIPY 493/503 tem algumas vantagens sobre outros corantes de lipídios neutros como Nilo vermelho. BODIPY 493/503 é altamente específico para lípidos neutros e tem um estreito espectro de emissão, facilitando a detecção simultânea de sinais de corantes como proteína fluorescente vermelha ou Mito-tracker, quando as amostras são analisadas por microscopia confocal. Infelizmente, BODIPY 493/503 é sensível ao fotobranqueamento, mas este processo pode ser evitado usando um reagente antiquenching durante a exposição à luz²⁴.

Para realizar o ensaio LFR em células de levedura, que são cultivadas nas condições nutricionais desejadas e alíquotas sejam revogadas em momentos diferentes. Em seguida, as células são fixadas com formol, que preserva a integridade do LDs há meses, quando as células são armazenadas a 4 ° C. Outras técnicas de fixação devem ser evitadas, especialmente aqueles que utilizam metanol ou acetona gelada, uma vez que levam à degradação do LDs dentro das células,²⁴. Para medir o índice de LD, em células fixadas em formol são suspensas em água para obter uma concentração definida. Então, eles são adicionados a uma solução contendo o fluoróforo BODIPY 493/503 saciada por KI, e quando o fluoróforo entra na célula e o associa com o LDs, há uma recuperação de sua fluorescência. Concomitante à medição de fluorescência (485 nm/510 nm), a concentração de células é quantificada através da medição da densidade óptica em 600 nm. Cada amostra é ler quatro vezes adicionando subsequentes 5 alíquotas de µ l de uma suspensão de células de formaldeído-fixo para o mesmo bem. Espaços em branco de fluorescência e absorção são adquiridos antes da adição de células. A qualidade de fluorescência e os dados de absorbância são avaliadas determinando a linearidade das medições: se r < 0.9, dados são descartados. O valor de r é importante porque basicamente a intensidade de fluorescência deve produzir uma resposta linear ao aumento das concentrações de célula. Se a concentração de células é muito alta, a linearidade é perdida. O ensaio LFR fornece um método rápido, simples e econômico para selecionar o fenótipo desejado do LD em experimentos de alta produtividade. Depois de selecionar as condições desejadas, o conteúdo do LD de células individuais pode ser estudado pela microscopia confocal, usando as mesmas células fixadas em formaldeído manchadas com BODIPY, fornecendo uma imagem de LDs na célula. Suas TAGs e conteúdo SE podem agora mais analisados por cromatografia em camada fina.