Los científicos del Instituto Whitehead han desarrollado un método para aislar rápidamente y medir sistemáticamente las concentraciones de metabolitos dentro de los orgánulos celulares conocidos como mitocondrias, a menudo denominados "potencias de la célula". Los intentos previos de tales mediciones han arrojado resultados poco confiables, ya sea tomandodemasiado tiempo para aislar las mitocondrias o contaminando los metabolitos mitocondriales con contenidos de otros componentes celulares.
"La ventaja de este nuevo método es que ofrece una combinación de mayor velocidad y especificidad", dice David Sabatini, miembro de Whitehead, quien también es investigador del Instituto Médico Howard Hughes y profesor de biología en el MIT. "Estamos bastanteentusiasmado por aplicar este flujo de trabajo in vivo y a otros orgánulos como los lisosomas ".
A través de reacciones químicas controladas con precisión, las mitocondrias producen energía en forma de ATP y juegan un papel crítico en la homeostasis celular. La disfunción mitocondrial se encuentra en varios trastornos, incluyendo la enfermedad de Parkinson, la enfermedad cardiovascular y las enfermedades mitocondriales. Hasta ahora, observandoEl funcionamiento metabólico interno de estos orgánulos vitales ha sido desafiante en el peor de los casos e inexacto en el mejor de los casos.
Un método convencional para perfilar los metabolitos mitocondriales implica la purificación de las mitocondrias mediante varias rondas de centrifugación, un proceso que puede llevar más de una hora en completarse. Según Walter Chen, un estudiante graduado en el laboratorio del miembro de Whitehead David Sabatini, el tiempo es un problema importantecuando se estudian los metabolitos.
"Incluso si mantiene su muestra a 4 grados o 0 grados centígrados para ralentizar cualquier reacción, todavía está obteniendo una distorsión gradual del perfil del metabolito mitocondrial porque las enzimas todavía están funcionando y también los transportadores", dice Chen,quien también es estudiante de medicina de tercer año en el Hospital General de Massachusetts. "A medida que pasa el tiempo, las mitocondrias se vuelven menos felices fuera de la célula".
El otro método comúnmente utilizado para perfilar metabolitos mitocondriales se basa en formas abreviadas de centrifugación para aislar las mitocondrias. Aunque más rápido, este protocolo también reduce el material no mitocondrial y otros orgánulos, distorsionando así la señal mitocondrial verdadera con metabolitos de fuentes extra mitocondriales.
Chen para reducir el tiempo necesario para aislar las mitocondrias y aumentar la precisión del análisis de metabolitos, Chen tomó una táctica completamente diferente: la inmunopurificación rápida. Cubrió el exterior de las mitocondrias con etiquetas de epítopo y agregó pequeñas gotas cubiertas de anticuerpos específicos para las etiquetasAl bloquear las etiquetas, los anticuerpos unen las mitocondrias a las cuentas, lo que permite a Chen aislar las mitocondrias fácilmente, abrirlas y detener toda actividad enzimática en 10 minutos. Según su análisis, este método más rápido produce resultados que reflejan mejorlos niveles reales de metabolitos mitocondriales encontrados dentro de una célula viva. El trabajo de Chen se describe en la revista Celda .
"A partir de los datos que tenemos hasta ahora, el perfil de las mitocondrias con este método definitivamente le da una mayor resolución que la que obtendría utilizando los métodos tradicionales para perfilar células enteras", dice Chen, quien es coautor de la Celda artículo. "En el frente in vivo, creo que esto va a ser bastante poderoso, y eso es lo que más me entusiasma. Pero ya puedo ver que esto puede llevar a las personas en direcciones nuevas e interesantes".
Chen dice que el método es potencialmente muy versátil y podría adaptarse para analizar el contenido de metabolitos de otros orgánulos y comparar las mitocondrias en las células afectadas por la disfunción mitocondrial, como las neuronas dañadas por la enfermedad de Parkinson, con células normales u otros tipos de célulasaparentemente no afectado por la enfermedad.
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Materiales proporcionado por Instituto Whitehead para la Investigación Biomédica . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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