Istraživači sa Univerziteta Umea uspeli su da snime ceo ljudski organ, pankreas, u mikroskopskoj rezoluciji. Bojenjem različitih tipova ćelija antitelima, a zatim korišćenjem optičkih 3D tehnika snimanja za proučavanje celog organa, njihovi podaci daju delimično novu sliku pankreasa.
Rezultati mogu biti od velikog značaja za istraživanje dijabetesa, posebno kada se razvijaju različiti novi oblici lečenja. Studija je objavljena u Nature Communications.
Pankreas je ključni organ za razvoj dijabetesa, bolesti od koje danas boluje preko pola milijarde ljudi. Sadrži milione klastera malih ćelija, takozvana Langerhansova ostrva, koja funkcionišu da regulišu nivo šećera u krvi u telu.
Ostrva uglavnom sadrže beta- i alfa ćelije koje proizvode hormone insulin i glukagon, respektivno. Insulin se luči u krvotok i deluje slično kao ključ za otključavanje telesnih ćelija kako bi one mogle da uzmu šećer (glukozu) posle obroka, glavni oblik energije koji telo koristi. Glukagon zauzvrat oslobađa zalihe glukoze kada nam je potrebna energija. Ova dva tipa ćelija takođe direktno komuniciraju jedni sa drugima kako bi optimizovali tačan nivo glukoze u telu.
„I insulin i glukagon ćelije su otkrivene pre više od sto godina i dugo se verovalo da ostrvca treba da sadrže oba tipa ćelija kako bi formirala potpuno funkcionalnu jedinicu“, kaže Ulf Algren, profesor na Odseku za medicinsku i translacionu biologiju.
Pošto Langerhansova ostrva čine samo mali procenat pankreasa, iako se javljaju u tako velikom broju, istorijski ih je bilo veoma teško proučavati direktno u pankreasu. U većini slučajeva, istraživači su morali da proučavaju delove tkiva koji daju samo 2D sliku veoma malog dela organa. Sada su istraživači Umea koristili optičke 3D tehnike u kojima se različiti tipovi ćelija mogu označiti fluorescentno obojenim antitelima.
Čitav organ u mikroskopskoj rezoluciji
„Deljenjem celog organa na manje delove omogućavamo antitelima da stignu tamo gde treba. Pošto znamo odakle dolazi svaki deo, možemo onda, nakon skeniranja različitih delova pojedinačno, ponovo da ‘ponovo sastavimo’ ceo pankreas koristeći kompjuterski softver Ovo nam omogućava da izvršimo mnoštvo proračuna i proučavamo koji su tipovi ćelija prisutni, kao i gde se one nalaze u 3D prostoru, pošto znamo 3D koordinate, njihovu zapreminu, oblik i druge parametre za svaku od njih. umrljani predmet u celom organu“, kaže Ahlgren.
Pored novih podataka o tome kako se ćelije koje proizvode insulin distribuiraju u pankreasu, istraživači sada pokazuju da ćelije koje proizvode glukagon nisu prisutne u čak 50% Langerhansovih ostrva koja sadrže insulinske ćelije. Ovo je suprotno onome što se ranije mislilo, gde se verovalo da ostrva sadrže i tipove ćelija koje eksprimiraju insulin i glukagon sa istim ostrvcem.
„Ovo je bilo iznenađenje za nas, i verujem da ovi rezultati mogu biti od velike važnosti za istraživanje dijabetesa. Prvo, to pokazuje da ostrvca imaju mnogo neujednačeniji sastav, ili celularnost, nego što se ranije mislilo. To bi moglo značiti da ostrvca različita kompozicija može biti posebno specijalizovana za reagovanje na različite signale i/ili delovanje u različitim metaboličkim okruženjima, naravno, zaista želimo da to otkrijemo“, kaže Ahlgren.
„Drugo, veliki deo istraživanja u oblasti dijabetesa se sprovodi na izolovanim Langerhansovim ostrvima od preminulih donora. Pošto takođe pokazujemo da je ovaj neujednačen sastav u velikoj meri povezan sa veličinom ostrvaca, to znači da rezultati takvih eksperimenata možda neće u potpunosti odražavati kako su ostrva strukturirana i funkcionišu u živom pankreasu, ovo bi moglo biti važno za sve, od transplantacije ostrvaca kod dijabetesa tipa 1 do studija koje pokušavaju da proizvedu Langerhansova ostrva iz matičnih ćelija.
Istraživački tim će sada nastaviti da radi na tome da vidi da li se njihove metode mogu koristiti za utvrđivanje da li i drugi tipovi ćelija u pankreasu takođe doprinose formiranju ostrvaca na način koji ranije nije bio poznat. Pored toga, oni će proučavati da li izgleda slično na modelima miševa, što bi moglo uticati na upotrebu miševa za pretklinička istraživanja dijabetesa.
„Metode i podaci koje sada objavljujemo moći će da formiraju važnu osnovu za buduća proučavanja ljudskog materijala kako bi se bolje razumelo šta se dešava u pankreasu u razvoju dijabetesa tipa 1 i tipa 2, ali i bolesti kao što su rak pankreasa“, kaže Ahlgren.
