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Diabete: un nuovo metodo consente la microscopia 3D degli organi umani

Max Hahn, specializzando presso il Centro di biologia molecolare di Umeå, studia un campione di tessuto con un microscopio a fluorescenza a foglio leggero.
CREDITO: Mattias Pettersson

I ricercatori dell’Università di Umeå, in Svezia, ora dimostrano un metodo con cui è possibile studiare specifici tipi di cellule negli organi umani con precisione micrometrica. Il metodo può essere utilizzato per rivelare alterazioni precedentemente non riconosciute nel pancreas, ma può anche essere utilizzato per studiare altri organi e malattie umane.

“Questo metodo può contribuire a una comprensione avanzata di come i cambiamenti cellulari sono correlati a diverse condizioni di malattia”, afferma Ulf Ahlgren, professore di medicina molecolare all’Università di Umeå.

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Ciò che i ricercatori hanno fatto è dividere gli organi mediante l’uso di una matrice stampata in 3D, creando porzioni di tessuto con le dimensioni ottimali per l’imaging ottico utilizzando la tecnologia 3D. Questi pezzi possono quindi essere etichettati per visualizzare essenzialmente qualsiasi tipo di cellula o proteina di scelta. Poiché ogni pezzo di tessuto ha coordinate note, le singole immagini 3D possono essere assemblate utilizzando un computer in un puzzle tridimensionale per formare un organo umano intatto.

Questo metodo consente di creare immagini 3D ad alta risoluzione di organi umani praticamente di qualsiasi dimensione, con una precisione micrometrica mantenuta, che è più piccola di una particella di polvere. In precedenza, è stato possibile creare immagini ad alta risoluzione di materiale biologico con l’uso di tecnologie come la tomografia a proiezione ottica e la microscopia a fluorescenza a foglio di luce, che è qualcosa che i ricercatori hanno utilizzato anche in questo studio. Invece, il problema è stato che i metodi precedenti non hanno offerto alcun modo utilizzabile per etichettare i vari tipi di cellule o proteine ??che si desidera studiare, ad esempio utilizzando anticorpi fluorescenti, quando si studiano campioni su scala più ampia, come un intero organo. Questo è il problema che il nuovo metodo ha ora risolto.

I ricercatori di Umeå hanno utilizzato il metodo per studiare il pancreas umano. All’interno del pancreas, troverai centinaia di migliaia di cellule che producono insulina chiamate isole di Langerhans. Queste isole svolgono una funzione chiave nella produzione di insulina e sono quindi un elemento chiave nel diabete quando la produzione è disturbata. Utilizzando questo nuovo metodo, i ricercatori sono in grado di dimostrare caratteristiche precedentemente non riconosciute dell’anatomia e della patologia del pancreas umano, comprese le aree con una densità di isole estremamente elevata. I loro risultati possono avere implicazioni per qualsiasi cosa, dalle aree precliniche a quelle cliniche, ad esempio per migliorare i protocolli di trapianto di isole per le persone con diabete o quando si sviluppano immagini cliniche non invasive per studiare il pancreas nelle persone con diabete.

“Oltre a utilizzare il nuovo metodo per studiare il diabete, può anche migliorare la comprensione di altre malattie del pancreas, non ultimi i tumori del pancreas, e abbiamo avviato collaborazioni con ricercatori clinici a Umeå per esaminarlo. Ma la tecnologia stessa dovrebbe essere possibile utilizzare per studiare altri organi e malattie in modi simili poiché consente di studiare dove avvengono i cambiamenti cellulari in un contesto organico completo, la loro quantità e relazione con i tessuti e i tipi di cellule vicini”, afferma Ulf Ahlgren.

Lo studio pubblicato è stato condotto in collaborazione con ricercatori dell’Università di Uppsala ed è stato finanziato dal Consiglio di ricerca svedese, dalla Fondazione svedese per il diabete infantile, dal Diabetes Wellness Sverige, dalla Fondazione NovoNordisk, dalle Fondazioni Kempe e dall’Università di Umeå. Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Communications Biology.

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