«Этот метод может способствовать более глубокому пониманию того, как клеточные изменения связаны с различными заболеваниями», – говорит Ульф Альгрен, профессор молекулярной медицины в Университете Умео.
Исследователи разделили органы с помощью 3D-печатной матрицы, создав участки ткани оптимального размера для оптического изображения с использованием 3D-технологий. Затем эти части можно пометить, чтобы визуализировать практически любой тип клеток или выбранный белок. Поскольку каждый кусочек ткани имеет известные координаты, отдельные трехмерные изображения могут быть собраны вместе с помощью компьютера в трехмерную головоломку, чтобы сформировать неповрежденный человеческий орган.
Этот метод позволяет создавать 3D-изображения человеческих органов практически любого размера с высоким разрешением и сохранением микрометрической точности, что меньше, чем частицы пыли. Ранее было возможно создавать изображения биологического материала с высоким разрешением с использованием таких технологий, как оптическая проекционная томография и световая флуоресцентная микроскопия, которые исследователи использовали также в этом исследовании. Вместо этого проблема заключалась в том, что предыдущие методы не предлагали подходящего способа маркировки различных типов клеток или белков, которые вы хотите изучать, например, с использованием флуоресцентных антител, когда вы изучаете образец в более крупном масштабе, например, весь орган.
Это проблема, которую теперь решил новый метод.
Исследователи Умео использовали этот метод для изучения поджелудочной железы человека. Внутри поджелудочной железы вы найдете сотни тысяч клеток, вырабатывающих инсулин, которые называются островками Лангерганса. Эти островки выполняют ключевую функцию в производстве инсулина и, следовательно, являются ключевым элементом при диабете, когда производство нарушено.
Используя этот новый метод, исследователи могут продемонстрировать ранее неизвестные особенности анатомии и патологии поджелудочной железы человека, включая области с чрезвычайно высокой плотностью островков. Их результаты могут иметь значение для чего угодно, от доклинических до клинических, например, для улучшения протоколов трансплантации островков для людей с диабетом или при разработке неинвазивной клинической визуализации для изучения поджелудочной железы у людей с диабетом.
«Помимо использования нового метода для изучения диабета, он также может улучшить понимание других заболеваний поджелудочной железы, не в последнюю очередь рака поджелудочной железы, и мы начали сотрудничество с клиническими исследователями в Умео, чтобы изучить этот вопрос.
Но сама технология должна быть возможна для изучения других органов и заболеваний аналогичным образом, поскольку она позволяет изучать, где происходят клеточные изменения в контексте всего органа, их количество и связь с близлежащими тканями и типами клеток », – говорит Ульф Альгрен.
Опубликованное исследование было проведено в сотрудничестве с исследователями из Университета Упсалы и финансировалось Шведским исследовательским советом, Шведским фондом детского диабета, Diabetes Wellness Sverige, Фондом НовоНордиск, фондами Кемпе и Университетом Умео.
Исследование было опубликовано в журнале Communications Biology.