Ny avbildningsmetode lar forskere se viktige deler av tykktarmen i 3D

I en banebrytende oppdagelse, forskere ved Children's Hospital of Philadelphia (CHOP) utviklet en ny bildemetode som lar forskere se det enteriske nervesystemet (ENS) - en sentral del av det menneskelige tykktarmen - i tre dimensjoner ved å gjøre andre tykktarmsceller som normalt blokkerer det usynlige. ENS har tidligere bare vært synlig i tynne vevskiver som gir begrenset klinisk informasjon. Funnene ble publisert online i dag i tidsskriftet Gastroenterologi .

ENS regulerer mange viktige funksjoner i tarmen, for eksempel bevegelse av mat og næringsstoffer, sekresjon av væske, reparasjon av tarmforingen og kontroll av blodstrømmen. Fordi ENS har mange nervecelletyper som lar den reagere på endrede forhold i tarmen uavhengig av hjernen eller ryggmargen, ENS kalles noen ganger kroppens "andre hjerne".

ENS er vanskelig å se med konvensjonelle avbildningsmetoder fordi den er begravet i tarmveggen. Defekter i ENS forårsaker Hirschsprung sykdom, en fødselsdefekt som krever kirurgisk inngrep, samt andre forhold der maten ikke klarer å bevege seg skikkelig gjennom tarmen. ENS -defekter kan også bidra til vanlige problemer som irritabel tarmsyndrom (IBS).

Å ha tredimensjonale bilder av tarmens enteriske nervesystem gir oss ny innsikt i cellene som styrer tarmfunksjonen og kan hjelpe oss med å bedre forstå forstyrrelser i tykktarmen. For å gjøre dette arbeidet, vi måtte finne på en ny måte å gjøre tykktarmen usynlig, flekker cellene vi var interessert i å se og generere tusenvis av bilder. "

Robert Heuckeroth, MD, PhD, pediatrisk gastroenterolog i avdeling for gastroenterologi, Hepatologi og ernæring ved CHOP, Forskningsdirektør og Norman og Irma Braman begavet leder av CHOPs Lustgarten Center for GI Motility og seniorforfatter av studien

Ved å bruke mus og menneskelig tykktarmsvev, studieteamet utviklet en avbildningsmetode som kombinerte flere teknikker, inkludert vev og cellefarging, bruk av pinhullsmikroskoper og kvantitativ analyse for å karakterisere cellene i tykktarmen i tre dimensjoner. Ved ikke å snitte vev, denne nye tilnærmingen bevarer assosiasjoner til andre tarmceller i tredimensjonalt rom. Dette er viktig for å vurdere tarmmotilitet, som krever at mange celletyper jobber sammen for å koordinere muskelkontrasjon og avslapning.

Totalt, studieteamet opprettet 280 konfokale Z -stabler - prosessen som lar dem gjengi bildene i tre dimensjoner - og var i stand til å skaffe kvantitative data fra 14 voksne menneskelige kolon. I tillegg de var i stand til å visualisere ENS hos barn med Hirschsprung sykdom.

"Vi tror at vår nye tilnærming vil hjelpe oss å forstå tarmsykdommer mer detaljert og kan føre til nye behandlingsmetoder, "Sa Heuckeroth.

Bildene generert fra studien er nå tilgjengelige i en offentlig database.

• Utfordringer for å oversette farmakomikrobiomikk til personlig medisin
• Nanopartikler som inneholder gliadin kan tillate cøliaki pasienter å spise et normalt kosthold