22 آوریل 2024- محققان دانشگاه Umeå موفق به تصویربرداری از کل اندام پانکراس انسان، با وضوح میکروسکوپی بالا شدند. با رنگ‌آمیزی انواع سلول‌های مختلف با آنتی‌بادی‌ها و سپس استفاده از تکنیک‌های تصویربرداری سه‌بعدی نوری برای مطالعه کل اندام، داده‌های آنها تصویری تا حدی جدید از پانکراس ارائه داده است.
نتایج آنها ممکن است برای تحقیقات دیابت اهمیت زیادی داشته باشد، به ویژه در هنگام توسعه ی انواع جدید درمان ها. این مطالعه در Nature Communications منتشر شده است.
لوزالمعده، عضوی کلیدی در ایجاد دیابت است، بیماری که امروزه بیش از نیم میلیارد نفر را مبتلا کرده است. لوزالمعده، شامل میلیون ها خوشه سلولی کوچک، به نام جزایر لانگرهانس است که در تنظیم سطح قند خون در بدن نقش دارند.
این جزایر عمدتا حاوی سلول های بتا و آلفا هستند که به ترتیب هورمون های انسولین و گلوکاگون را تولید می کنند. انسولین در جریان خون ترشح می‌شود و مانند کلیدی برای باز کردن قفل سلول‌های بدن عمل می‌کند تا سلولها بتوانند قند (یا گلوکز که شکل اصلی انرژی مورد استفاده بدن است) را بعد از هضم غذا، جذب کنند. گلوکاگون به نوبه خود ذخایر گلوکز را زمانی که ما به منبع انرژی نیاز داریم، آزاد می کند. این دو نوع سلول همچنین مستقیماً با یکدیگر ارتباط برقرار می کنند تا سطح طبیعی گلوکز را در بدن بهینه سازی کنند.
پرفسور اولف آهلگرن، استاد گروه زیست شناسی پزشکی و ترجمه ای، می گوید: «سلول های انسولین و گلوکاگون هر دو بیش از صد سال پیش کشف شدند و مدت ها این باور وجود داشت که جزایر لانگرهانس باید دارای هر دو نوع این سلول ها باشند تا یک واحد کاملاً کارآمد را تشکیل دهند».
از آنجایی که جزایر لانگرهانس تنها درصد کمی از لوزالمعده را تشکیل می دهند، حتی اگر تعداد آنها زیاد باشد، مطالعه آنها به طور مستقیم در پانکراس از لحاظ تاریخی بسیار دشوار بوده است. در بیشتر موارد، محققان مجبور به مطالعه ی برش‌های بافتی از پانکراس بودند که فقط تصویری دوبعدی از بخش بسیار کوچکی از اندام ارائه می‌داد. اکنون، محققان Umeå از تکنیک‌های سه بعدی نوری استفاده کرده‌اند که در آن انواع سلول‌های مختلف را می‌توان با آنتی‌بادی‌های رنگی فلورسنت مشخص کرد.
مشاهده ی کل اندام با وضوح میکروسکوپی بالا
پرفسور آهلگرن، گفت: با تقسیم کل اندام به قسمت های کوچکتر، آنتی بادی ها را قادر ساختیم تا به جایی که باید برسند. از آنجایی که می دانیم هر قطعه از کجا می آید، می توانیم پس از اسکن قسمت های مختلف به صورت جداگانه، دوباره کل پانکراس را با استفاده از نرم افزار کامپیوتری سر هم کنیم، که این امکان را به ما می دهد تا محاسبات زیادی را انجام دهیم و بررسی کنیم که کدام سلول ها در کدام بخش از فضای سه بعدی قرار دارند، زیرا مختصات سه بعدی، حجم، شکل و سایر پارامترها را برای هر کدام و هر سلول رنگ آمیزی شده در کل اندام می دانیم.
علاوه بر داده‌های جدید در مورد نحوه توزیع سلول‌های تولیدکننده انسولین در لوزالمعده، محققان اکنون نشان دادند که سلول‌های تولیدکننده گلوکاگون در ۵۰درصد از جزایر لانگرهانس که حاوی سلول‌های انسولین هستند، وجود ندارد. این برخلاف آن چیزی است که قبلا تصور می شد، جایی که اعتقاد بر این بود که هر جزیره دارای هر دو نوع سلول های بیان کننده انسولین و گلوکاگون است.
پرفسور آهلگرن، گفت: این برای ما غافلگیر کننده بود، و من معتقدم که این نتایج ممکن است برای تحقیقات دیابت اهمیت زیادی داشته باشد. اول، این که نشان می دهد جزایر ترکیب یا سلولاریتی بسیار ناهمگون تری نسبت به آنچه قبلا تصور می شد، دارند. این می تواند به این معنی باشد که جزایری که از ترکیبات سلولی مختلفی تشکیل شده اند، ممکن است به طور خاص برای پاسخ دادن به سیگنال‌های مختلف و یا عملکرد در محیط‌های متابولیک متفاوت باشند، البته، ما واقعاً می‌خواهیم این موضوع را بررسی کنیم.ثانیاً، تحقیقات زیادی در زمینه دیابت بر روی جزایر جدا شده از لانگرهانس از اهداکنندگان متوفی انجام شده است. از آنجایی که ما همچنین نشان دادیم که این ترکیب ناهمگون تا حد زیادی با اندازه ی جزایر مرتبط است، بنابراین نتایج چنین آزمایش‌هایی ممکن است به طور کامل نحوه ساختار و عملکرد جزایر در لوزالمعده زنده را منعکس نکنند که به طور بالقوه می تواند برای همه چیز از پیوند جزایر در دیابت نوع 1 تا مطالعات تلاش برای تولید جزایر لانگرهانس از سلول های بنیادی مهم باشد.
مبنایی برای مطالعات آینده
اکنون محققان به کار خود ادامه خواهند داد تا ببینند که آیا روش‌های آنها می‌تواند مشخص کند که آیا سایر انواع سلول‌های لوزالمعده نیز به شکلی که قبلاً شناخته نشده بود، در تشکیل جزایر دخیل هستند یا خیر. علاوه بر این، آنها بررسی خواهند کرد که آیا چنین شباهتی در مدل های موش نیز وجود دارد، که این موضوع می تواند بر استفاده از موش ها برای تحقیقات پیش بالینی دیابت تأثیر بگذارد.
پرفسور آهلگرن، گفت: روش‌ها و داده‌هایی که اکنون منتشر کرده ایم، می‌توانند به عنوان مبنای مهمی برای مطالعات آتی در مورد مواد انسانی به منظور درک بهتر آنچه در لوزالمعده در ایجاد دیابت نوع 1 و 2 اتفاق می‌افتد، و همچنین برای درک بهتر بیماری‌هایی مانند سرطان پانکراس، بکار گرفته شوند.
منبع:
https://medicalxpress.com/news/2024-04-pancreatic-anatomy-affect-diabetes-treatment.html