Una innovadora técnica de microscopía revela los secretos de la síntesis de lípidos en el interior de las células
La microscopía fototérmica infrarroja de dos colores (2C-IPM) abre nuevas vías para el estudio a largo plazo del metabolismo lipídico en células vivas
Investigadores surcoreanos dirigidos por el Director CHO Minhaeng en el Centro de Espectroscopia y Dinámica Molecular del IBS (IBS CMSD) hicieron un descubrimiento fundamental en el campo de la microscopía celular. El equipo ha desarrollado con éxito la Microscopía Fototérmica Infrarroja Bicolor (2C-IPM), una novedosa tecnología diseñada para investigar lípidos neutros dentro de gotas lipídicas de células vivas. Esta nueva microscopía puede utilizarse con etiquetado isotópico, lo que permite el seguimiento detallado de la síntesis de lípidos neutros dentro de gotas lipídicas individuales.
Las gotas lipídicas (LD) son estructuras formadas por bolsas de lípidos neutros (triglicéridos) encapsulados en una monocapa de fosfolípidos. Durante mucho tiempo se ha pensado que eran orgánulos relativamente poco interesantes, cuya única finalidad es almacenar el exceso de energía en forma de lípidos neutros. Sin embargo, estudios recientes indican que estas gotitas son en realidad actores dinámicos en diversas actividades metabólicas celulares. Se ha descubierto que participan activamente en la regulación de la toxicidad lipídica y la comunicación celular, así como su correlación con enfermedades prevalentes como la obesidad y la enfermedad del hígado graso no alcohólico. Por tanto, comprender las funciones de los LD es imprescindible para el diagnóstico y el tratamiento de estas afecciones.
Tradicionalmente, los investigadores han teñido las células con colorantes lipofílicos y han empleado la microscopía de fluorescencia para estudiar los LD dentro de las células. Sin embargo, este método tiene varias limitaciones importantes. La primera es el fotoblanqueo de los colorantes, que restringe la duración de la observación de los LD a intervalos de tiempo muy cortos. Otra limitación son los propios colorantes fluorescentes. Los tintes fluorescentes utilizados actualmente se dirigen simplemente al entorno hidrofóbico dentro de los LD, utilizando mecanismos de unión no especificados. Como tales, son incapaces de analizar con precisión la composición y cantidad de lípidos neutros.
A diferencia de los métodos anteriores, que se basaban en la microscopía fluorescente, la nueva tecnología 2C-IPM utiliza un método espectroscópico infrarrojo (IR) y no requiere el uso de colorantes fluorescentes. El nuevo método monitoriza directamente los lípidos neutros dentro de los LD mediante la detección de cambios en la absorbancia IR. Es importante destacar que esta ventaja permite a los investigadores observar la síntesis de lípidos neutros dentro de los LD individuales en células vivas durante un largo periodo de tiempo.
Utilizando el nuevo método, el equipo de investigadores estudió la síntesis de lípidos neutros en células expuestas a un exceso de ácidos grasos. Los investigadores fueron capaces de distinguir los lípidos neutros recién sintetizados de los lípidos neutros preexistentes dentro de las células sometiendo a los ácidos grasos marcados con deuterio, que tienen propiedades espectroscópicas distintas de las formas no deuteradas. Los resultados del análisis verificaron que el exceso de ácidos grasos causaba toxicidad lipídica y que las células respondían aumentando la síntesis de lípidos neutros.
El autor principal, el investigador PARK Chanjong, comentó: "Este estudio sirve de ejemplo fundamental que demuestra la posibilidad de investigar a largo plazo las gotas de lípidos y los lípidos neutros internos de las células vivas. El método analítico establecido en esta investigación puede aplicarse al diagnóstico y tratamiento de enfermedades estrechamente relacionadas con el metabolismo lipídico, como la enfermedad del hígado graso no alcohólico."
El director CHO Minhaeng comentó: "Al observar con éxito el proceso de síntesis de lípidos neutros en células vivas, hemos sentado una nueva base para estudiar las funciones de las gotas lipídicas dentro de las células a nivel molecular. Se espera que este método se utilice ampliamente en la investigación de diversos fenómenos metabólicos celulares."
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