Новый метод позволяет проводить 3D-микроскопию человеческих органов

Исследователи из Университета Умео представили метод, позволяющий изучать специфические типы клеток в человеческих органах с микрометровой точностью. Метод можно использовать для выявления ранее нераспознанных изменений в поджелудочной железе, а также для изучения других органов и заболеваний.

"Этот метод может способствовать углублённому пониманию того, как клеточные изменения связаны с различными патологическими состояниями", — говорит Ульф Альгрен, профессор молекулярной медицины.

Суть метода заключается в разделении органов с помощью 3D-печатной матрицы на фрагменты ткани оптимального размера для оптической визуализации с использованием 3D-технологий. Эти фрагменты можно маркировать для визуализации практически любого выбранного типа клеток или белка. Поскольку у каждого кусочка ткани есть известные координаты, отдельные 3D-изображения можно собрать на компьютере в трёхмерный пазл, воссоздавая целый орган.

Меньше пылинки

Метод позволяет создавать высокодетализированные 3D-изображения человеческих органов практически любого размера с сохранением микрометровой точности — это меньше, чем частица пыли.

Ранее создавать подобные изображения биологического материала было возможно с помощью технологий, таких как оптическая проекционная томография и флуоресцентная микроскопия светового листа, которые также использовались в этом исследовании. Проблема заключалась в отсутствии практичного способа маркировки различных типов клеток или белков (например, флуоресцентными антителами) при изучении крупных образцов, таких как целый орган. Новый метод решает эту проблему.

Исследователи применили метод для изучения человеческой поджелудочной железы. В ней находятся сотни тысяч инсулин-продуцирующих клеток — островков Лангерганса. Эти островки играют ключевую роль в выработке инсулина и, следовательно, важны при диабете, когда производство нарушено. Новый метод позволил выявить ранее нераспознанные особенности анатомии и патологии человеческой поджелудочной железы, включая области с чрезвычайно высокой плотностью островков. Эти результаты могут иметь значение как для доклинических, так и для клинических областей, например, для улучшения протоколов трансплантации островков при диабете или при разработке неинвазивной клинической визуализации.

Понимание болезней

"Помимо изучения диабета, метод может улучшить понимание других заболеваний поджелудочной железы, не в последнюю очередь рака. Мы уже начали сотрудничество с клиницистами в Умео для работы в этом направлении. Сама технология должна быть применима для изучения других органов и заболеваний подобным образом, поскольку позволяет изучать, где именно в контексте целого органа происходят клеточные изменения, их количество и взаимосвязь с соседними тканями и типами клеток", — говорит Ульф Альгрен.