Studiare come i nostri corpi metabolizzano i lipidi come gli acidi grassi, trigliceridi, e il colesterolo possono insegnarci le malattie cardiovascolari, diabete, e altri problemi di salute, oltre a rivelare le funzioni cellulari di base. Ma il processo di studio di ciò che accade ai lipidi dopo essere stati consumati è stato sia tecnologicamente difficile che costoso da realizzare fino ad ora.

Il nuovo lavoro di Steven Farber di Carnegie e della sua studentessa Vanessa Quinlivan presenta un metodo che utilizza l'etichettatura fluorescente per visualizzare e aiutare a misurare i lipidi in tempo reale mentre vengono metabolizzati dai pesci viventi. Il loro lavoro è pubblicato da Journal of Lipid Research .

"I lipidi svolgono un ruolo vitale nella funzione cellulare, perché formano le membrane che circondano ogni cellula e molte delle strutture al suo interno, " Ha detto Quinlivan. "Fanno anche parte della composizione cruciale di ormoni come estrogeni e testosterone, che trasmettono messaggi tra le cellule."

A differenza delle proteine, le ricette per diverse molecole contenenti lipidi non sono codificate con precisione dalle sequenze di DNA. Una cellula può ricevere un segnale genetico per costruire un lipide per un determinato scopo cellulare, ma il tipo esatto potrebbe non essere indicato con un alto grado di specificità.

Anziché, le molecole lipidiche sono costituite da una serie di elementi costitutivi le cui combinazioni possono cambiare a seconda del tipo di cibo che mangiamo. Però, le composizioni lipidiche variano tra le cellule e le strutture cellulari all'interno dello stesso organismo, quindi la dieta non è l'unico fattore che determina quali lipidi vengono prodotti.

"Comprendere l'azione di bilanciamento in ciò che costituisce i lipidi del nostro corpo, tra la disponibilità basata su ciò che stiamo mangiando e la guida genetica, è molto importante per i biologi cellulari, " Farber ha spiegato. "Ci sono prove crescenti che queste differenze possono influenzare un'ampia gamma di processi cellulari".

Per esempio, acidi grassi omega-3, che sono gli elementi costitutivi dei lipidi presenti in alimenti come salmone e noci, sono noti per essere particolarmente buoni per la salute del cuore e del fegato. Ci sono prove che quando le persone mangiano acidi grassi omega-3, le membrane cellulari in cui sono incorporate hanno meno probabilità di reagire in modo eccessivo ai segnali del sistema immunitario rispetto alle membrane costituite da altri tipi di lipidi. Questo ha un effetto antinfiammatorio che potrebbe prevenire malattie cardiache o epatiche.

Il metodo di Farber e Quinlivan ha permesso loro di approfondire questo tipo di connessioni. Sono stati in grado di etichettare diversi tipi di lipidi, dar loro da mangiare per vivere il pesce zebra, e poi guarda cosa ha fatto il pesce con loro.

"Se nutrissimo il pesce con un tipo specifico di grasso, la nostra tecnica ci ha permesso di determinare in quali molecole questi lipidi sono stati ricomposti dopo essere stati scomposti nell'intestino tenue e in quali organi e cellule sono finite queste molecole, "Spiega Farber.

I tag che usavano erano fluorescenti. Quindi Farber, Quinlivan e il loro team sono stati effettivamente in grado di vedere i grassi che hanno nutrito con il loro pesce zebra brillare al microscopio mentre venivano scomposti e riassemblati in nuove molecole in diversi organi. Ulteriori esperimenti hanno permesso loro di apprendere in quali tipi di molecole erano incorporati i componenti di grasso scomposti.

"Being able to do microscopy and biochemistry in the same experiment made it easier to understand the biological meaning of our results, " Quinlivan said. "We hope our method will allow us to make further breakthroughs in lipid biochemistry going forward."