Il nuovo metodo di imaging consente agli scienziati di visualizzare una parte fondamentale del colon in 3D

In una scoperta rivoluzionaria, i ricercatori del Children's Hospital di Philadelphia (CHOP) hanno sviluppato un nuovo metodo di imaging che consente agli scienziati di visualizzare il sistema nervoso enterico (ENS) - una parte fondamentale del colon umano - in tre dimensioni rendendo invisibili altre cellule del colon che normalmente lo bloccano. In precedenza l'ENS era visibile solo in sottili fette di tessuto che forniscono informazioni cliniche limitate. I risultati sono stati pubblicati online oggi sulla rivista Gastroenterologia .

L'ENS regola molte funzioni chiave dell'intestino, come il movimento di cibo e sostanze nutritive, secrezione di liquidi, riparazione del rivestimento intestinale e controllo del flusso sanguigno. Poiché l'ENS ha molti tipi di cellule nervose che gli consentono di rispondere a condizioni mutevoli all'interno dell'intestino indipendentemente dal cervello o dal midollo spinale, l'ENS è talvolta chiamato il "secondo cervello" del corpo.

L'ENS è difficile da vedere con i metodi di imaging convenzionali perché è sepolto all'interno della parete intestinale. I difetti del SNE causano la malattia di Hirschsprung, un difetto alla nascita che richiede un intervento chirurgico, così come altre condizioni in cui il cibo non è in grado di muoversi correttamente attraverso l'intestino. I difetti del SNE possono anche contribuire a problemi comuni come la sindrome dell'intestino irritabile (IBS).

Avere immagini tridimensionali del sistema nervoso enterico del colon ci fornisce nuove informazioni sulle cellule che controllano la funzione intestinale e può aiutarci a comprendere meglio i disturbi del colon. Per fare questo lavoro, abbiamo dovuto inventare un nuovo modo per rendere invisibile il colon, macchiare le cellule che eravamo interessati a vedere e generare migliaia di immagini".

Robert Heuckeroth, dottore, dottorato di ricerca, gastroenterologo pediatrico presso la Divisione di Gastroenterologia, Epatologia e Nutrizione al CHOP, Direttore della ricerca e Norman e Irma Braman Endowed Chair del Lustgarten Center for GI Motility di CHOP e autore senior dello studio

Utilizzando tessuti di topo e colon umano, il team di studio ha sviluppato un metodo di imaging che combinava diverse tecniche, compresa la colorazione dei tessuti e delle cellule, l'uso di microscopi stenopeici e l'analisi quantitativa per caratterizzare le cellule del colon in tre dimensioni. Non sezionando il tessuto, questo nuovo approccio preserva le associazioni con altre cellule intestinali nello spazio tridimensionale. Questo è importante per valutare la motilità intestinale, che richiede che molti tipi di cellule lavorino insieme per coordinare la contrazione muscolare e il rilassamento.

In totale, il team di studio ha creato 280 Z-stack confocali - il processo che consente loro di rendere le immagini in tre dimensioni - ed è stato in grado di acquisire dati quantitativi da 14 colon umani adulti. Inoltre, sono stati in grado di visualizzare l'ENS nei bambini con malattia di Hirschsprung.

"Riteniamo che il nostro nuovo approccio ci aiuterà a comprendere le malattie intestinali in modo più dettagliato e potrebbe portare a nuovi approcci alla terapia, " disse Heuckeroth.

Le immagini generate dallo studio sono ora disponibili su un database pubblico.

• Sfide per tradurre la farmacomicrobiomica in medicina personalizzata
• Le nanoparticelle contenenti gliadina potrebbero consentire ai pazienti celiaci di seguire una dieta normale