An effect of culture conditions on biochemical properties of adipocytes

Obrazowanie żywych komórek, choć bardzo pożądane, nie zawsze jest możliwe. W tym celu stosuje się metody utrwalenia komórek, które działają poprzez różne mechanizmy i interakcje ze składnikami komórki. Badania nad wpływem metod utrwalania na komórki wskazały związki aldehydowe jako najskuteczniejsze środki utrwalające w porównaniu z innymi związkami organicznymi. Główną wadą stosowania środków utrwalających jest utrata integracji z błoną komórkową oraz możliwość uszkodzenia cytoplazmy i znajdujących się w niej składników subkomórkowych. W niniejszej pracy obiektem badań są dojrzałe adipocyty, zróżnicowane z komórek macierzystych oraz utrwalone za pomocą aldehydu glutarowego i paraformaldehydu. Celem badań jest określenie wpływu utrwalaczy na zachowanie struktur komórkowych adipocytów. Jako narzędzie odpowiednie do badania morfologii i cech chemicznych składników komórkowych wybrano mikroskopię ramanowską. Obrazowanie ramanowskie umożliwia identyfikację składników próbki wraz z rozmieszczeniem interesujących związków bez wcześniejszego przygotowania próbki. Dla każdego typu czynnika utrwalającego obrazowano około 50 pojedynczych komórek, a następnie przeprowadzono analizę po odpowiednim przygotowaniu danych. Przeprowadzono analizę skupień KMCA w celu rozdzielenia kompartymentów komórkowych na klasy takie jak: lipidy, otoczkę lipidową i cytoplazmę. Na podstawie uśrednionych widm ramanowskich z każdej klasy oraz analizy głównych składowych nie zaobserwowano istotnych zmian właściwości biochemicznych w komórkach tłuszczowych. Określono również frakcje lipidowe obecne w adipocytach.

Live cell imaging, although highly desirable, is not always possible. For this purpose, fixation methods are used and they act by various mechanisms and interactions with cellular components. Studies investigating the effect of the fixation methods on cells indicated aldehyde-based compounds as the most effective fixation agents than other organic compounds. The main disadvantage of using fixating agents is the loss of membrane integration and possible damage to cytoplasm and sub-cellular components located there. In this work, the subjects of the study are mature adipocytes differentiated from stem cells fixed with glutaraldehyde and paraformaldehyde. The aim of this research is to determine the effect of fixative agents on preserving the cellular structures of adipocytes. Raman microscopy was selected as the tool suitable for probing the morphology and chemical features of cellular components. Raman imaging enables the identification of sample components along with their distribution of compounds interested in with no prior sample preparation. For each type of fixation agent, c.a. 50 single cells were imaged and then an analysis was carried out with special pre-processing data. KMCA cluster analysis was conducted to separate classes of cellular compartments into lipids, lipid envelope and cytoplasm. Based on an averaged Raman spectra from each class and principal component analysis, we observed no significant changes in biochemical properties among adipose cells. We determined also lipidic fractions present in the adipocytes.