Новый метод позволяет делать 3D-микроскопию органов человека

Исследователи из Университета Умео (Швеция) продемонстрировали метод, с помощью которого можно изучать определенные типы клеток в человеческих органах с точностью до микрометра. Этот метод может быть использован для выявления ранее нераспознанных изменений в поджелудочной железе, а также можно использовать для изучения других органов и заболеваний человека. Материал опубликован в Communications Biology.

«Этот метод может способствовать более глубокому пониманию того, как клеточные изменения связаны с различными заболеваниями», - сказал Ульф Альгрен, профессор молекулярной медицины в Университете Умео.

Исследователи разделили органы с помощью матрицы, напечатанной на 3D-принтере, создав участки ткани оптимального размера для получения оптических изображений 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, меньшей, чем у 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 применили также и в этом исследовании. Но основная проблема заключалась в том, что предыдущие методы не предлагали подходящего способа маркировки различных типов клеток или белков, которые нужно изучать, и ее разрешил новый метод.

Исследователи Умео использовали этот метод для изучения поджелудочной железы человека. Внутри поджелудочной железы можно найти 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 его производство нарушено. Используя новый метод, исследователи смогли 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 это. Но сама технология должна иметь возможность использовать для этого изучать другие органы и заболевания аналогичными способами, поскольку это позволяет изучать, где происходят клеточные изменения в контексте всего органа, их количество и взаимосвязь с близлежащими тканями и типами клеток», - говорит Ульф Альгрен.