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La microscopia 3D fa comprendere la risposta immunitaria del corpo all’obesità

Xiaohui Zhang, a sinistra, Andrew Smith, Kelly Swanson, Erik Nelson, Mark Anastasio e Junlong Geng fanno parte di un team che lavora per chiarire la relazione tra obesità e infiammazione mentre è a caccia di terapie farmacologiche contro l’obesità.
Foto di L. Brian Stauffer

CHAMPAIGN, Ill. – I ricercatori che si concentrano sul grasso sanno che alcuni tessuti adiposi sono più inclini a comorbidità legate all’infiammazione rispetto ad altri, ma le ragioni per le quali non sono ben comprese. Grazie a una nuova tecnica analitica, gli scienziati stanno ottenendo una visione più chiara dei microambienti che si trovano all’interno del tessuto adiposo associato all’obesità. Questo progresso può chiarire perché alcuni tessuti adiposi sono più inclini all’infiammazione – che porta a malattie come il diabete di tipo 2, cancro e disturbi cardiovascolari – e aiuta a dirigere future terapie farmacologiche per il trattamento dell’obesità.

In un nuovo studio, i professori di bioingegneria dell’Università dell’Illinois Urbana Champaign Andrew Smith e Mark A. Anastasio, il professore di fisiologia molecolare e integrativa Erik Nelson e il professore di scienze nutrizionali Kelly Swanson dettagliano l’uso della nuova tecnica nei topi. I risultati sono pubblicati sulla rivista Science Advances .

Pubblicità e progresso

L’infiammazione nel tessuto adiposo si presenta come complessi rotondi di tessuto infiammatorio chiamati strutture a corona. Studi precedenti hanno dimostrato che il grasso corporeo che contiene queste strutture è associato a esiti peggiori dell’obesità e dei disturbi metabolici correlati, riporta lo studio.

In precedenza, i ricercatori erano limitati all’uso di fette di tessuto 2D e alla microscopia tradizionale, limitando ciò che i ricercatori potevano imparare su di loro.

Per ottenere una visione migliore, il team ha combinato un tipo speciale di microscopia che utilizza un foglio di luce 3D anziché un raggio, una tecnica di eliminazione del grasso che rende i tessuti otticamente trasparenti e algoritmi di apprendimento profondo che aiutano a elaborare la grande quantità di immagini dati prodotti.

I ricercatori hanno scoperto che le apparenze a forma di corona che danno a queste strutture il loro nome sono, in realtà, più simili a gusci 3D o sfere concentriche che circondano un nucleo vuoto, ha detto Smith.

“Usando la nostra nuova tecnica, possiamo determinare il volume delle strutture a corona, il numero specifico di cellule ad esse associate, così come la loro dimensione, geometria e distribuzione”, ha detto Smith.

Questa capacità ha portato il team a scoprire che l’obesità tende ad essere associata a una prevalenza di rare strutture massicce a forma di corona che non sono presenti nello stato magro.

“Queste strutture simili a corone molto grandi sono raggruppate insieme e situate al centro del tessuto”, ha detto Smith. “E non è possibile che avremmo potuto analizzarlo prima di utilizzare la nostra nuova tecnica”.

Smith ha detto che la ricerca potrebbe portare a nuove terapie farmacologiche e nuovi modi per valutare la salute metabolica dei pazienti.

“In questo momento, sappiamo che alcuni pazienti sono in sovrappeso ma metabolicamente sani, mentre altri sono sottopeso e metabolicamente malsani”, ha detto Smith. “Crediamo che avere la capacità di guardare in profondità nei microambienti con tessuto adiposo possa sbloccare alcuni dei motivi per cui questo è”.

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