Aislamiento rápido y purificación de mitocondrias para el trasplante por disociación de tejidos y filtración diferencial
Summary
Un método para el rápido aislamiento de las mitocondrias a partir de biopsias de tejido de mamíferos se describe. Preparaciones de hígado de rata o de músculo esquelético se homogeneizaron con un disociador tejido comercial y mitocondrias se aislaron por filtración a través de filtros diferencial de malla de nylon. Tiempo de aislamiento mitocondrial es <30 min frente a 60 – 100 min utilizando métodos alternativos.
Abstract
Métodos de aislamiento mitocondriales descritos previamente utilizando centrifugación diferencial y / o centrifugación en gradiente de Ficoll requieren de 60 a 100 minutos para completar. Se describe un método para el rápido aislamiento de las mitocondrias a partir de biopsias de mamíferos usando un disociador tejido comercial y filtración diferencial. En este protocolo, homogeneización manual se reemplaza con ciclo de homogeneización estandarizada del disociador tejido. Esto permite uniforme y homogeneización coherente de tejido que no se logra fácilmente con homogeneización manual. Después de la disociación del tejido, el homogeneizado se filtró a través de filtros de malla de nylon, que eliminan etapas de centrifugación repetitivas. Como resultado, el aislamiento mitocondrial se puede realizar en menos de 30 min. Este protocolo de aislamiento rinde aproximadamente 2 x 10 10 mitocondrias competentes viables y respiración de 0,18 ± 0,04 g (peso húmedo) muestra de tejido.
Introduction
Las mitocondrias existen en todas las células del cuerpo excepto las células rojas de la sangre y están involucrados en un gran número de importantes procesos celulares y metabólicos 1-4. Debido a estas muchas funciones, el daño mitocondrial puede tener efectos perjudiciales 3. Con el fin de investigar la función mitocondrial y la disfunción mitocondrial varios métodos de aislamiento se han descrito. Las cuentas publicadas tempranas de fecha aislamiento mitocondrial a la década de 1940 5-8. El primer intento documentado demostró aislamiento mitocondrial moliendo el tejido hepático en un mortero, seguido de centrifugación en una solución salina a baja velocidad 5,8. Más tarde, otros grupos expandido en el procedimiento original y demostraron fraccionamiento tejido basado en centrifugación diferencial 6-8. Estos primeros métodos fueron la base de las técnicas actuales que a menudo incorporan homogeneización y / o centrifugación diferencial 9-15. El número de homogenizatien pasos de centrifugación y varía entre los protocolos. Estos pasos repetitivos aumentan el tiempo para el aislamiento mitocondrial y en última instancia reducen la viabilidad. Además, la homogeneización manual puede causar daños e inconsistentes resultados mitocondriales si no están adecuadamente controlados 10,16.
Recientemente, hemos utilizado la homogeneización y centrifugación diferencial para aislar las mitocondrias para el trasplante en el tejido miocárdico 17,18. Este largo procedimiento de aislamiento requiere aproximadamente 90 min y la aplicabilidad clínica de este método era, por tanto, limitada. Para permitir el uso terapéutico aguda en el tratamiento clínico y quirúrgico se ha desarrollado un procedimiento de aislamiento mitocondrial rápida que se puede realizar en menos de 30 min.
Las principales ventajas de este protocolo son que la disociación del tejido normalizada permite uniforme y coherente homogeneización de tejido que no se logra fácilmente con homogeneización manual. En addition, el uso de filtración diferencial en lugar de la centrifugación diferencial elimina mucho tiempo y etapas de centrifugación repetitivos lo que permite más rápido aislamiento de las mitocondrias competentes altamente purificadas, viables y respiración.
La capacidad de aislar las mitocondrias competentes viables y respiración en menos de 30 min permite la aplicabilidad clínica. Este protocolo de aislamiento tiene potencial para su uso en la cirugía de revascularización coronaria (CABG) y otros procedimientos terapéuticos.
Protocol
Representative Results
Discussion
Para aislar con éxito las mitocondrias utilizando este protocolo es esencial para mantener todas las soluciones y las muestras de tejido en hielo para preservar la viabilidad mitocondrial. Incluso cuando se mantiene en hielo, mitocondrias aisladas exhibirán una disminución en la actividad funcional en el tiempo 19. Recomendamos que todas las soluciones y adiciones serán pre-preparados. Nos pre-pesar y almacenar Subtilisina A en 4 mg alícuotas de 1,5 ml tubos de microcentrífuga y almacenar a -20 ° C. De…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Este estudio fue apoyado por el Instituto Nacional del Corazón, los Pulmones y la Sangre de subvención HL-103542, y el premio Trailblazer Distinguido de la Fundación de Investigación de la Anestesia BCH a CAP.
Materials
| Sucrose | Sigma Aldrich | 84100 | |
| HEPES | Sigma Aldrich | H4034 | |
| EGTA | Sigma Aldrich | E4378 | |
| Substilsin A | Sigma Aldrich | P5380 | |
| BSA | Sigma Aldrich | A7906 | |
| KH2PO4 | Sigma Aldrich | P5379 | |
| MgCl2 | Sigma Aldrich | M8266 | |
| NaCl | Sigma Aldrich | S6191 | |
| KCl | Fisher Scientific | P2173 | |
| Na2HPO4 | Fisher Scientific | S374 | |
| ATPlite Luminescence Assay System, 1000 Assay Kit |
Perkin Elmer | 6016941 | |
| Equipment | |||
| 50 mL Conical Tubes | BD | 352098 | |
| 40 μm Nylon Filters | BD | 352340 | |
| GentleMACS C tube | Miltenyl Biotech | 120-005-331 | |
| 1.5 mL Eppendorf tube | Fisher Scientific | 05-408-129 | |
| 6 mm biopsy punch | Miltex | 33-36 | |
| 10 μm Pluristrainer | Pluriselect | 43-500-10-03 | |
| Eppendorf Centrifuge 5415C | Marshall Scientific | EP-5415C | |
| GentleMACS Dissociator | Miltenyl Biotech | 130-093-235 | |
| 96-well plates, tissue culture treated | VWR | 82050-732 | |
| Rotomax 120 orbital shaker | Heidolph | 544-41200-00 | |
| Synergy H4 Hybrid Multi-Mode Microplate Reader |
BioTek | ||
| Multisizer 4 Coulter Counter | Beckman Coulter | A63076 | |
| Oxytherm System | Hansatech Instruments | ||
| Hemacytometer | Fisher Scientific | 267110 |
Referências
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