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Un nuovo potente strumento per la ricerca sul diabete: un visualizzatore in 3D

I ricercatori dell’Università diUmeå hanno creato un set di dati che mappa la distribuzione tridimensionale e il volume delle cellule produttrici di insulina nel pancreas. La ricchezza di informazioni visive e quantitative può servire come potente risorsa di riferimento per i ricercatori del diabete. I ricercatori dell’Università di Umeå ora stanno pubblicando i loro set di dati in Scientific Data scientifici,una rivista del gruppo Nature che evidenzia l’alto potenziale di utilizzo per l’avanzamento della ricerca su questa patologia.

L’ormone insulina – che è necessario per regolare i livelli di zucchero nel sangue – è prodotto dal pancreas e svolge un ruolo chiave nello sviluppo del diabete. le cellule che producono insulina sono organizzate in cosiddette isole di Langerhans (o isole pancreatiche), sparse a migliaia nel pancreas. Nella ricercasul  diabete, è spesso importante studiare la quantità e la distribuzione delle cellule che producono insulina. Attualmente, tali studi sono generalmente basati su analisi compiute in sezioni di tessuto pancreatico. Questi a loro volta costituiscono la base per tentare di ottenere una visione d’insieme del pancreas.

“Tuttavia, questo tipo di analisi forniscono solo informazioni limitate e spesso cavalcate con relativi grandi margini di errore in quanto le conclusioni sono basate esclusivamente su dati bidimensionali”, afferma Ulf Ahlgren, professore di medicina molecolare presso l’Università di Umeå e responsabile delle pubblicazioni.

Ulf Ahlgren e dei suoi colleghi di ricerca presso il Centro di Medicina Molecolare Umeå (UCMM) hanno già messo a punto nuovi metodi per creare immagini tridimensionali nella distribuzione delle cellule intatte di insulina nel pancreas basati sulla cosiddetta tomografia ottica di proiezione (OPT). Questa tecnica in molti modi somiglia ad uno scanner CT medico, ma invece di raggi X utilizza quelli regolari della luce.

“Crediamo che la pubblicazione corrente rappresenti la descrizione anatomica e quantitativa più completa della distribuzione delle cellule di insulina nel pancreas. Rendendo questi insiemi di dati accessibili ad altri ricercatori, oltreché disponibili per l’uso come un potente strumento in un gran numero di studi sul diabete. Gli esempi possono includere la pianificazione di analisi stereologiche, nello sviluppo di tecniche di imaging non invasive o vari tipi di modellazione computazionale e di analisi statistiche “, dice Ulf Ahlgren.

I set di dati ora pubblicati su Scientific Data sono costituiti da tomografiche e immagini 3D. I set di dati comprendono anche informazioni sul volume individuale delle isole di Langerhans e le coordinate 3D e l’aspetto di tutto il pancreas sia nei topi sani che topi obesi (ob / ob), in età diverse. I topi obesi utilizzati nello studio hanno una mutazione che li rendono inclini a sviluppare obesità e diabete.

I set di dati evidenziano le isole di diverse dimensioni e quantità all’interno e tra i vari lobi del pancreas. Secondo il team di ricerca, questo sottolinea che il pancreas non deve essere visto come un organo omogeneo.

I set di dati presentati  sono alla base di un altro studio recentemente pubblicato Scientific Report. In questo studio, i ricercatori hanno utilizzato i dati 3D per identificare i cambiamenti nelle isole di Langerhans nei topi (ob / ob) obesi. Questo modello animale è spesso usato per studiare i cambiamenti metabolici iniziali che possono portare allo sviluppo di diabete di tipo 2. Con l’aiuto delle loro tecniche raffinate, i ricercatori hanno potuto dimostrare che questi topi in larga misura sviluppano lesioni nelle isole di Langerhans, e si manifestano come strutture cisti-like. Lo studio mostra che queste lesioni sono causate da emorragie interne come conseguenza di un aumento del flusso sanguigno e instabilità dei vasi sanguigni.

“Obesi (ob / ob) i topi sono stati descritti in migliaia di pubblicazioni. Ma la grande prevalenza di tali lesioni pancreatiche interni non sono mai stati identificate e visualizzati,” afferma Ulf Ahlgren.

I ricercatori ora vogliono studiare se simili lesioni intra-isolotto si formano anche in altri modelli di diabete di tipo 2 e negli esseri umani, e se queste possono contribuire al fenotipo diabetico.




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