Lipid mapping of the rat brain for models of disease

Abstract

Los lípidos no sólo constituyen el componente primario de las membranas celulares y contribuyen al metabolismo, sino que también sirven como moléculas de señalización intracelular y se unen a receptores de membrana específicos para controlar la proliferación celular, el crecimiento y transmitir neuroprotección. En las últimas décadas, el desarrollo de nuevas técnicas analíticas, como la espectrometría de masas de imagen (IMS), ha contribuido a que comprendamos mejor su implicación en condiciones fisiológicas y patológicas. La IMS permite a los investigadores obtener una amplia gama de información sobre la distribución espacial y la abundancia de las distintas moléculas lipídicas que resulta crucial para comprender las funciones cerebrales. El objetivo principal de este estudio era cartografiar la distribución espacial de diferentes especies de lípidos en el sistema nervioso central (SNC) de la rata utilizando IMS para encontrar una posible relación entre la localización anatómica y la fisiología. Los datos obtenidos se aplicaron posteriormente a un modelo de enfermedad neurológica, el modelo de lesión 192IgG-saporina de deterioro de la memoria. Los resultados se obtuvieron utilizando un espectrómetro de masas LTQ-Orbitrap XL en los modos de ionización positiva y negativa y se analizaron mediante los programas informáticos ImageQuest y MSIReader. Se registró un total de 176 moléculas diferentes en función de la localización específica de sus intensidades. Sin embargo, sólo 34 especies lipídicas en modo negativo y 51 en positivo se asignaron a moléculas conocidas con un error de 5ppm. Estas moléculas se agruparon por diferentes familias de lípidos, dando como resultado: Fosfatidilcolinas (PC): PC (34: 1)+K+ y PC (32: 0)+K+ distribuidas principalmente en la sustancia gris, y PC (36: 1)+K+ y PC (38: 1)+Na+ distribuidas en la sustancia blanca. Ácido fosfatídico (AF): PA (38: 3)+K+ en la sustancia blanca, y PA (38: 5)+K+ en la sustancia gris y los ventrículos cerebrales. Fosfoinositol (PI): PI (18: 0/20: 4)-H+ en la sustancia gris, y PI (O-30: 1) o PI (P-30: 0)-H+ en la sustancia blanca. Fosfatidilserinas (PS): PS (34: 1)-H+ en la sustancia gris, y PS (38: 1)-H+ en la sustancia blanca. Esfingomielina (SM) SM (d18: 1/16: 0)-H+ en ventrículos y SM (d18: 1/18: 0)-H+ en sustancia gris. Sulfátidos (ST): ST (d18: 1/24: 1)-H+ en la sustancia blanca. La distribución específica de los diferentes lípidos apoya su implicación no sólo en funciones estructurales y metabólicas, sino también como efectores intracelulares o ligandos y/o precursores de receptores específicos. Además, la localización específica en el SNC aquí descrita nos permitirá analizar la distribución de lípidos para identificar sus condiciones fisiológicas en modelos de rata de patologías neurodegenerativas, como la enfermedad de Alzheimer.