PUESTA A PUNTO DE UN PROTOCOLO PARA EL ESTUDIO DE LA FUNCIÓN MITOCONDRIAL PULMONAR MEDIANTE RESPIROMETRIA DE ALTA RESOLUCIÓN

Introducción

Las mitocondrias desempeñan un papel central en el metabolismo energético celular. El oxígeno (O2) actúa como aceptor final en la cadena transportadora de electrones mitocondrial permitiendo la generación de un gradiente de protones transmembrana que impulsa la síntesis de ATP por fosforilación oxidativa (OXPHOS). La respirometría de alta resolución permite evaluar la respiración mitocondrial mediante la cuantificación de la tasa de consumo de (O2)  in situ a través de la medida de la concentración de (O2)  en el medio con un sensor de (O2)  polarográfico. Si bien esta técnica ha sido ampliamente utilizada en tejidos como músculo o hígado, su aplicación en tejido pulmonar aún no ha sido bien descrita.

Uno de los objetivos de este proyecto es la puesta a punto de un protocolo experimental que permita estudiar la respiración mitocondrial en tejido pulmonar sano, con el fin de aplicar esta herramienta para el estudio de la disfunción mitocondrial en modelos experimentales de Síndrome de Distrés Respiratorio Agudo (SDRA).

(Figura 1. Esquema de la Cadena de Transporte de Electrones (CTE) mitocondrial; Adaptado de Ost et al., 2018).

Materiales y Métodos

Pasos del protocolo experimental (Figura 2):

1. Obtención de muestras de tejido pulmonar (en modelo de ratón).

2. Permeabilización del tejido.

3. Calibración del sensor de (O2) y carga de la muestra.

4. Evaluación del consumo de Oxígeno.

5. Obtención de registros y análisis de datos.

(Figura 3. Esquema representativo del registro de experimentos de respirometría de alta resolución; Adaptado de Garcia-Roche et al., 2018).

(Tabla 1. Parámetros e índices respiratorios).

Conclusiones

• Se logró optimizar un protocolo experimental de respirometría de alta resolución para evaluar la función mitocondrial en tejido pulmonar permeabilizado.

• La utilización de sustratos específicos permitió caracterizar los complejos I y II, obteniéndose los distintos índices y parámetros respiratorios. Los valores de RCR alcanzados sugieren una adecuada integridad funcional mitocondrial, constituyendo una línea de base para la detección de alteraciones de la función mitocondrial en modelos animales experimentales de lesión pulmonar aguda.

Referencias:

• Garcia-Roche M, Casal A, Carriquiry M, Radi R, Quijano C, Cassina A. Respiratory analysis of coupled mitochondria in cryopreserved liver biopsies. Redox Biol. 2018 Jul 1;17:207-12.

• Ost M, Doerrier C, Gama-Perez P, Moreno-Gomez S. Analysis of mitochondrial respiratory function in tissue biopsies and blood cells. Curr Opin Clin Nutr Metab Care. 2018 Sep;21(5):336-342.

• Irigoyen, P., Sapiro, R., Cassina, A. High-Resolution Respirometry to Assess Mitochondrial Function in Human Spermatozoa. J. Vis. Exp. (), e65403, doi:10.3791/65403 (2023).

• Chaves M. Enfermedades mitocondriales humanas: estudio de casos clínicos uruguayos usando herramientas bioinformáticas y experimentales. [Tesis de grado, Licenciatura en Biología Humana]. Facultad de Ciencias, Universidad de la República; 2023.

Información de Contacto:

agustina.vacca11@gmail.com