Comparative analysis of methods for inducing steatosis using a complex of fatty acid bovine serum albumin in an in vitro model on HepG2 cells

Мұқаба

Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Ашық рұқсат Ашық рұқсат
Рұқсат жабық Рұқсат берілді
Рұқсат жабық Тек жазылушылар үшін

Аннотация

Introduction. Non-alcoholic fatty liver disease (NAFLD) is a major public health issue characterized by a rapidly increasing prevalence worldwide. NAFLD is associated with excessive lipid accumulation and the development of inflammation in the liver. To study the pathogenic mechanisms of the disease, a steatosis model using immortalized cell lines is widely employed.

The aim of this study was to improve the in vitro steatosis model using HepG2 cells by conducting a comparative analysis of two methods of steatosis induction, utilizing a fatty acid (FA) complex with bovine serum albumin (BSA) prepared by simple dissolution or conjugation.

Material and methods. Cell viability was assessed using the XTT assay. Lipid accumulation in HepG2 cells was measured by the GPO-PAP method, with triglyceride (TG) levels normalized to cellular protein content. Production of the pro-inflammatory cytokine IL-8, a marker of inflammation, was quantitatively determined using an enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA). Statistical significance was evaluated using Student's t-test, with p-values < 0.05 considered statistically significant.

Results. The optimal FA concentration that promoted lipid accumulation and inflammation without a marked cytotoxic effect in HepG2 cells was 0.75 mM. The conjugated FA-BSA complex led to a higher TG accumulation compared to the FA-BSA complex prepared by dissolution. However, IL-8 levels were significantly lower in the culture medium of HepG2 cells treated with the conjugated complex compared to those treated with the FA-BSA complex prepared by dissolution.

Conclusions. The use of the conjugated FA-BSA complex allowed for the development of an improved in vitro steatosis model that more closely resembles the physiological mechanisms of NAFLD progression.

Толық мәтін

##article.viewOnOriginalSite##

Авторлар туралы

Е. Knyazeva

St. Petersburg State Technological Institute (Technical University)

Хат алмасуға жауапты Автор.
Email: e.s.knyazeva@inbox.ru
ORCID iD: 0000-0002-4268-8881
SPIN-код: 1243-9665

Lecturer at the Department of Molecular Biotechnology

Ресей, Moskovski ave., 24-26/49 lit. A, St. Petersburg, 190013

D. Vinokhodov

St. Petersburg State Technological Institute (Technical University)

Email: vinokhodov@list.ru
ORCID iD: 0000-0001-7508-5457
SPIN-код: 7858-5950

Dr.Sc. (Biol.), Associate Professor, Head of the Department of Molecular Biotechnology

Ресей, Moskovski ave., 24-26/49 lit. A, St. Petersburg, 190013

Әдебиет тізімі

  1. Riazi K., Azhari H., Charette J.H. et al. The prevalence and incidence of NAFLD worldwide: A systematic review and meta-analysis. Lancet Gastroenterol Hepatol. 2022; 7(9): 851–861. doi: 10.1016/S2468-1253(22)00165-0.
  2. Younossi Z.M., Golabi P., Paik J.M. et al. The global epi-demiology of nonalcoholic fatty liver disease (NAFLD) and nonalcoholic steatohepatitis (NASH): A systematic review. Hepatology. 2023; 77(4): 1335–1347. doi: 10.1097/HEP.0000000000000004.
  3. Teng M.L., Nguen A.K., Shah F.A. et al. Global incidence and prevalence of nonalcoholic fatty liver disease. Clin Mol Hepatol. 2023; 29(Suppl): S32–S42. doi: 10.3350/cmh.2022.0365.
  4. Soret P.A., Magusto J., Housset C. et al. In vitro and in vivo models of non-alcoholic fatty liver disease: A critical appraisal. J Clin Med. 2020; 10(1): 36. doi: 10.3390/jcm10010036.
  5. Ramos M.J., Bandiera L., Menolascina F. et al. In vitro models for non-alcoholic fatty liver disease: Emerging platforms and their applications. iScience. 2022; 25(1): 103549. doi: 10.1016/j.isci.2021.103549.
  6. Arzumanian V.A., Kiseleva O.I., Poverennaya E.V. The curious case of the HepG2 cell line: 40 years of expertise. Int J Mol Sci. 2021; 22(23): 13135. doi: 10.3390/ijms222313135.
  7. Pramfalk C., Larsson L., Härdfeldt J. et al. Culturing of HepG2 cells with human serum improves their functionality and suitability in studies of lipid metabolism. Biochim Biophys Acta Mol Cell Biol Lipids. 2016; 1861(1): 51–59. doi: 10.1016/j.bbalip.2015.10.008.
  8. Liang H., Huang Y., Zhang Y. et al. Inhibitory effect of gardenoside on free fatty acid-induced steatosis in HepG2 hepatocytes. Int J Mol Sci. 2015; 16(11): 27749–27756. doi: 10.3390/ijms161126058.
  9. Gómez-Lechón M.J., Donato M.T., Martínez-Romero A. et al. A human hepatocellular in vitro model to investigate steatosis. Chem Biol Interact. 2007; 165(2): 106–116. doi: 10.1016/j.cbi.2006.11.004.
  10. van der Vusse G.J. Albumin as fatty acid transporter. Drug Metab Pharmacokinet. 2009; 24(4): 300–307. doi: 10.2133/dmpk.24.300.
  11. Alsabeeh N., Chausse B., Kakimoto P.A. et al. Cell culture models of fatty acid overload: Problems and solutions. Biochim Biophys Acta Mol Cell Biol Lipids. 2018; 1863(2): 143–151. doi: 10.1016/j.bbalip.2017.11.006.
  12. Sergi D., Luscombe-Marsh N., Naumovski N. et al. Palmitic acid, but not lauric acid, induces metabolic inflammation, mitochondrial fragmentation, and a drop in mitochondrial membrane potential in human primary myotubes. Front Nutr. 2021; 8: 663838. doi: 10.3389/fnut.2021.663838.
  13. HepG2 Cell Culture. HepG2 Transfection. Accessed July 30, 2024. URL: https://hepg2.com/.
  14. Cell Proliferation Assay Kit XTT. AppliChem GmbH. Accessed August 20, 2024. URL: https://www.itwreage-nts.com/download_file/info_point/IP-029/en/IP-029_en.pdf.
  15. Randox Triglycerides (GPO-PAP). Randox Laboratories Ltd. Accessed August 20, 2024. URL: https://www.ran-dox.com/triglycerides-2/#1439389458347-fe65c57e-0e0b.
  16. Pierce™ BCA Protein Assay Kit. Thermo Fisher Scientific. Accessed August 20, 2024. URL: https://www.thermofi-sher. com/document-connect/document-con-nect.html? url=https:// assets.thermofisher.com/TFS-Assets/LSG/manuals/MAN00 11430_Pierce_BCA_Protein_Asy_UG.pdf.
  17. Интерлейкин-8 (ИЛ-8). ООО «Цитокин». Accessed July 30, 2024. URL: http://cytokine.ru/index.php?id=71.
  18. Щербакова Е.С., Салль Т.С., Ищенко А.М. и др. Иссле-дование процессов липогенеза и воспаления при неал-когольной жировой болезни печени на модели стеатоза с использованием клеток HepG2. Известия Санкт-Петер-бургского государственного технологического института (технического университета). 2019; 50(76): 92–96. [Shcherbakova ES., Sall TS., Ishchenko AM. et al. Study of lipogenesis and inflammation processes in nonalcoholic fatty liver disease on a steatosis model using HepG2 cells. Izvestiya Sankt-Peterburgskogo gosudarstvennogo tekhnologicheskogo instituta (tekhnicheskogo universiteta). 2019; 50(76): 92–96. (In Russ.)].
  19. Hosek J., Zavalova V., Kollar P. Effect of solvent on cytotoxicity and bioavailability of fatty acids. Immunopharmacol Immunotoxicol. 2010; 32(3): 462–465. doi: 10.3109/08923970903513147.
  20. Cupp D., Kampf J.P., Kleinfeld A.M. Fatty acid–albumin complexes and the determination of the transport of long chain free fatty acids across membranes. Biochemistry. 2004; 43(15): 4473–4481. doi: 10.1021/bi036335l.

Қосымша файлдар

Қосымша файлдар
Әрекет
1. JATS XML
2. Fig. 1. Evaluation of triglyceride (TG) levels in HepG2 cells following treatment with an FA–BSA complex (0–2 mM) prepared by dissolving the components, using the GPO-PAP method (* – indicates a statistically significant difference compared to the control (BSA) at p < 0.05)

Жүктеу (108KB)
3. Fig. 2. Effect of the FA–BSA complex, prepared by dissolving the components at concentrations of 0–2 mM, on IL-8 production in HepG2 cells (* – indicates a statistically significant difference compared to the control (BSA) at p < 0.05)

Жүктеу (56KB)
4. Fig. 3. Determination of HepG2 cell viability following treatment with an FA–BSA complex (0–2 mM) prepared by dissolving the components, using the XTT assay (* – indicates a statistically significant difference compared to the control (BSA) at p < 0.05)

Жүктеу (802KB)
5. Fig. 4. Assessment of TG levels in HepG2 cells treated with FA-BSA complexes using the GPO-PAP method: Control cells cultured in medium containing BSA without fatty acids (FA); d.FA-BSA cells treated with FA-BSA complex prepared by component dissolution; c.FA-BSA cells treated with conjugated FA-BSA complex (* – indicates a statistically significant difference compared to control at p < 0.05)

Жүктеу (3MB)
6. Fig. 5. Evaluation of IL-8 production in HepG2 cells treated with FA-BSA complexes using ELISA: Control cells cultured in medium containing BSA without FA; d.FA-BSA cells treated with FA-BSA complex prepared by component dissolution; c.FA-BSA cells treated with conjugated FA-BSA complex (* – indicates a statistically significant difference compared to control at p < 0.05)

Жүктеу (4MB)
7. Fig. 6. Determination of HepG2 cell viability following treatment with FA-BSA complexes using XTT assay: Control cells cultured in BSA-containing medium without FA; d.FA-BSA cells treated with FA-BSA complex prepared by component dissolution; c.FA-BSA cells treated with conjugated FA-BSA complex (* – indicates a statistically significant difference compared to control at p < 0.05)

Жүктеу (4MB)

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».