Medindo complexos de transferência de elétrons mitocondrial em tecido cardíaco previamente congelado da prole da porca: um modelo para avaliar alterações bioenergetics mitocondrial induzidas pelo exercício

O objetivo deste protocolo foi fornecer passos detalhados para obter a preparação enriquecida com mitocôndrias a partir de tecido cardíaco previamente congelado com uma nova tecnologia de interrupção mecânica de baixa energia do tecido que melhora a lise tecidual e a extração de mitocôndrias. Com este método, a melhoria da eficiência extração sem gerar alto estresse de tesoura ou alta temperatura e curto tempo de homogeneização (10-12 s) tornam-se ^{alcançáveis1}.

Obter mitocôndrias a partir de tecido congelado arquivado é um ativo valioso para realizar estudos ^funcionais2 e bioquímicos3^, caso contrário, não facilmente repetível sob as condições experimentais exatas. Um clássico homogeneizador de vidro de pilão Potter-Elvehjem Teflon ou homogeneizador de dounce tem sido usado e ainda está sendo usado em laboratórios de pesquisa para homogeneizar tecidos moles como fígado, rim e cérebro. No entanto, homogeneizar tecidos duros como músculo e coração requer mais tempo de homogeneização, tratamento enzimático, homogeneização de alta velocidade e ampla experiência do usuário. Isso é desvantajoso para extrair organelas intactas, como mitocôndrias de tecido duro, como músculo e coração. O método descrito neste protocolo é usado para obter uma preparação enriquecida com mitocôndrias de alto rendimento para analisar complexos proteicos da cadeia de transporte de elétrons mitocondrial (ETC) e sua formação supercomplexa em tecidos cardíacos colhidos de descendentes nascidos a porcas exercitadas e sedentárias, congelados em nitrogênio líquido e armazenados a -80 °C para uso futuro. Este método permite que o usuário isole a preparação enriquecida de mitocôndrias de tecidos arquivados previamente congelados.

A exposição nanomaterial externa a roedores gestantes pode afetar negativamente a função cardíaca e a respiração mitocondrial e bioenergésicos na prole durante a ^gestação4. No entanto, as alterações positivas induzidas pelo exercício aeróbico nos bioenergésicos do miócito fetal durante a gravidez ainda não foram documentadas. No entanto, estudos emergentes fornecem evidências de que o exercício aeróbico materno durante a gravidez tem uma influência positiva na função cardíaca ^fetal5. Para fornecer mais evidências, foi realizada uma análise dos efeitos longitudinais do exercício materno nos complexos da cadeia respiratória mitocondrial cardíaca (ou seja, Complexo I através do Complexo V) durante a gravidez.

Este estudo tem relevância significativa para a saúde, uma vez que os resultados podem sugerir que o exercício materno melhora a eficiência da produção de energia nas mitocôndrias cardíacas da prole. Neste estudo, as porcas (porcas fêmeas) foram utilizadas como modelo animal por duas razões: (i) a fisiologia cardíaca é semelhante à ^humana6, e (ii) a colheita de tecido cardíaco de descendentes de diferentes pontos de tempo é viável sob aprovação institucional da IACUC. O estudo proposto tem como objetivo responder a muitas das questões fundamentais que ligam o exercício materno e seus potenciais efeitos positivos na composição celular e bioquímica do tecido cardíaco da prole. Esta abordagem requer técnicas suaves, mas eficazes de isolamento de mitocôndrias de tecido cardíaco previamente congelado obtido a partir dos longos e caros estudos longitudinais que abordaram as questões das alterações bioenergésticas dentro dos miócitos cardíacos fetais durante a gravidez. O método descrito neste estudo permite utilizar grandes somas de tecido arquivado previamente congelado para preparação enriquecida com mitocôndrias para estudos analíticos e funcionais. O estudo também ajudará a preencher a lacuna de conhecimento nesse campo, fornecendo dados preliminares, o que poderia levar a estudos futuros determinando os efeitos do exercício materno sobre a saúde do coração no útero e além.