Grundlagenforschung

In 3D durch die Bauchspeicheldrüse

21. Mär 2017

Forscher können mit einem neuen bildgebenden Verfahren alle Insulin produzierenden Zellen der Bauchspeicheldrüse gleichzeitig sichtbar machen. So ist es ihnen möglich, deren dreidimensionale Verteilung und die Gesamtmasse zu ermitteln, was mit bisherigen Methoden nur unzureichend gelang.

Bauchspeicheldrüse

Das Bild zeigt die Bauchspeicheldrüse einer gesunden Maus. Die einzelnen Langerhans-Inseln sind farblich markiert. Bild: Ulf Ahlgren.

Sowohl beim Typ-1-Diabetes als auch beim fortgeschrittenen Typ-2-Diabetes kommt es zur teilweisen oder vollständigen Zerstörung der Insulin produzierenden Betazellen in der Bauchspeicheldrüse. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler untersuchen daher ganz genau, welche äußeren Einflüsse sich wie auf die Betazellen auswirken. Ein schwedisches Team hat dafür nun eine bildgebende Methode entwickelt mit deren Hilfe man die Bauchspeicheldrüse als dreidimensionales Bild darstellen kann. Der Vorteil liegt nach Angaben der Erfinder darin, dass man anders als bisher genau die Verteilung und das Volumen der Betazellen ermitteln kann. Denn diese sind als tausende von Zellgruppen (Langerhans-Inseln) organisiert und quer über die Bauchspeicheldrüse verteilt.

Aktuell verwenden Forscher für solche Untersuchungen ausgewählte Querschnitte, die aber nur ein ungefähres Bild zulassen, da sie nicht das gesamte Organ erfassen, sondern nur einen Teilbereich. Das Organ könne aber nicht als homogene Masse gesehen werden, da die  Betazellen ungleichmäßig verteilt seien, so die Autoren in einer Mitteilung. Entsprechend groß sei die Ungenauigkeit solcher Querschnitt-Analysen.  Die neue Methode erlaube deutlich präzisere Aussagen über die Gesamtmasse der Betazellen. Sie basiert auf der sogenannten optischen Projektionstomographie und funktionieren im weitesten Sinne wie ein Computertomographie-Gerät.

Ein Beispiel für die Leistungsfähigkeit der Methode liefern die Schweden gleich mit: In einer zweiten Studie untersuchten sie Mäuse, die durch einen Gendefekt des Sättigungshormons Leptin dazu neigen, Übergewicht und Typ-2-Diabetes zu entwickeln. Mit der neuen Methode kartierten die Wissenschaftler die Langerhans-Inseln und verglichen sie mit denen von gesunden Tieren.

Die Untersuchungen ergaben zunächst, dass die Betazellgruppen unregelmäßig über die Bauchspeicheldrüse verteilt waren – für die Forscher eine Bestätigung für ihre Idee, die ganze Bauchspeicheldrüse zu untersuchen. Im nächsten Schritt ermittelten die Autoren, dass erkrankte Tiere eine deutlich größere Betazellmasse aufwiesen, vermutlich eine Reaktion des Körpers, um die schlechter werdende Insulinwirkung auszugleichen. Zudem beobachteten die Wissenschaftler bei den diabetischen Mäusen sogenannte Läsionen und zystenartige Strukturen in der Bauchspeicheldrüse. Über diese sei trotz zahlreicher Publikationen über und mit diesem Modellorganismus noch nie berichtet worden. Künftig wolle man überprüfen, ob dieses Phänomen auch beim Menschen eine Rolle spiele und welche Bedeutung es für die Betazell-Forschung hat.  

 

Quellen:
Parween, S. et al.: Spatial and quantitative datasets of the pancreatic β-cell mass distribution in lean and obese mice. In: Scientific Data, DOI: 10.1038/sdata.2017.31

Parween, S. et al.: Intra-islet lesions and lobular variations in β-cell mass expansion in ob/ob mice revealed by 3D imaging of intact pancreas. In: Scientific Reports, DOI: 10.1038/srep34885

Medizinische Fakultät der Universität Umeå: 3D visualisation of the pancreas – new tool in diabetes research. Pressemitteilung vom 14. März 2017

 


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