Biogénesis de lipid droplets: Caracterización biofísica en monocapas y bicapas modelo

Abstract

Las "lipid droplets" son estructuras intracelulares que emergen de la membrana del retículo endoplásmico y están formadas por un núcleo de triglicéridos rodeado por una monocapa de fosfolípidos y proteínas. Actualmente, son reconocidas como organelas clave en la fisiología intracelular, entendiendo que para comprender su dinámica y funcionamiento resulta fundamental dilucidar los factores implicados en su proceso de biogénesis. El presente trabajo contribuye a este objetivo a través de la descripción del efecto de la composición fosfolipídica sobre la morfología y estabilidad de agregados de triglicéridos en sistemas modelo de monocapa y bicapa que, a diferencia de los utilizados hasta el momento, permitirían: 1) evaluar de forma progresiva la etapas de segregación, crecimiento y emergencia de estas estructuras; y 2) evidenciar mediante microscopía espectral la existencia de estructuras iniciales de formación inmersas en la bicapa y de tamaño nanométrico. Para lo primero, se utilizó el modelo de monocapas descrito por Caruso et al. (2021) [24] y para bicapas se formularon vesículas unilamerales gigantes (GUVs) con las que se adaptó un método para disminuir su área, procurando así modificar el empaquetamiento de la bicapa y con ello inducir la segregación progresiva de triglicéridos en bicapas. Para lo segundo, se utilizaron las propiedades solvatocrómicas de la sonda fluorescente Nile Red con el fin de evidenciar la segregación de triglicéridos en pequeños agregados dentro de la bicapa. Los resultados obtenidos refuerzan la utilidad del modelo de monocapas pues se encontraron tendencias que se corresponderían con lo observado en otros modelos, pero de una forma más representativa de la formación natural. Así también, el análisis espectral en bicapas evidenció de forma inédita la presencia de agregados de triglicérido inmersos en las mismas, tanto microscópicos como por debajo del límite de resolución microscópico, resultantes de la segregación in situ de los triglicéridos. En conjunto, ambos modelos sugieren que la geometría de las moléculas de fosfolípido modula la morfología y estabilidad de estos agregados, siendo importantes tanto los aportes de curvatura positiva como negativa. Además, se diseñó una técnica para disminuir el área de las GUVs, aunque la misma no permitiría aseverar un mayor empaquetamiento.