La regulación de la arquitectura subcelular del hígado controla la homeostasis metabólica

Área de la Ciencia:

• Biología celular
• Metabolomía
• Microscopía

Sus antecedentes:

• Las células compartimentan los procesos metabólicos dentro de los orgánulos para una organización compleja.
• Comprender la estructura de los orgánulos en los tejidos nativos y su impacto funcional sigue siendo un desafío.

Objetivo del estudio:

• Para resolver la organización estructural tridimensional de los orgánulos en el tejido hepático intacto a alta resolución.
• Para comparar las estructuras subcelulares entre ratones delgados y obesos.
• Investigar las consecuencias funcionales de la estructura alterada de los orgánulos en el metabolismo.

Principales métodos:

• Microscopía electrónica de barrido de haz iónico enfocado mejorado (FIB-SEM) para imágenes de alta resolución (tamaño de píxel isotrópico de 8 nm).
• Segmentación automática de imágenes basada en aprendizaje profundo y reconstrucción 3D de grandes volúmenes de tejido (> 2,8 × 10 ^ 5 μm3).
• Análisis comparativo del tejido hepático de ratones magros y obesos.

Principales resultados:

• Reconstrucción 3D detallada de la arquitectura de los orgánulos en los hepatocitos.
• Se identificaron alteraciones estructurales sustanciales en ratones obesos, especialmente en el retículo endoplasmático hepático (RE).
• Se observó una marcada desorganización de las láminas de ER y un predominio de túbulos de ER en ratones obesos.

Conclusiones:

• La arquitectura de ER hepática es altamente dinámica e integrada con el estado metabólico.
• La reorganización estructural de la ER es crítica para la homeostasis adaptativa y la salud de los tejidos.
• La restauración experimental de la organización subcelular impacta el metabolismo celular y sistémico.