''Widok'' na jelito pomocny w badaniach m.in. mikrobiomu układu trawiennego

Autor: PAP/Rynek Zdrowia • • 15 grudnia 2019 13:45

Szklane okienko wprawione w skórę wraz z magnesem stabilizującym jelito pozwala na mikroskopowy wgląd we wnętrzności żywego zwierzęcia. O rozwiązaniu, które pozwala obserwować poszczególne komórki jelita grubego żywej myszy w czasie rzeczywistym, informuje ''Nature Communications".

''Widok'' na jelito pomocny w badaniach m.in. mikrobiomu układu trawiennego
Naukowcy z Duke University oczekują, że "magnetyczna" procedura pozwoli lepiej badać mikrobiom układu trawiennego. Fot. Yu-Chan Chen/Flickr (CC BY-SA 2.0)

W jelicie grubym znajduje się większość mikrobiomu układu trawiennego. Tego narządu dotyczą także różne choroby. Odgrywa ono kluczową rolę w regulacji układu odpornościowego i może komunikować się bezpośrednio z mózgiem przez nerwy krzyżowe.

Opracowany przez zespół Xilinga Shena z Duke University system pozwala przez szklane okienko obserwować indywidualne komórki jelita grubego żywej myszy w czasie rzeczywistym.

Implantowane chirurgicznie przezroczyste okienka były już wcześniej wykorzystywane do obserwacji pracy mózgu, rdzenia kręgowego, wątroby, płuc i innych narządów. Obrazowanie jelita grubego jest o tyle trudniejsze, że może się ono stosunkowo szybko i w dużym zakresie przemieszczać względem skóry, co utrudnia uzyskanie szczegółowych obrazów.

Rozwiązaniem okazał się układ magnetyczny z metalowym paskiem, luźno przylegającym do jelita. Jest on wystarczająco silny, aby ustabilizować okrężnicę w jednym miejscu podczas obrazowania. Posiada też możliwość wyłączenia, co umożliwia naturalny, swobodny ruch okrężnicy, gdy obserwacja się zakończy. Tradycyjne metody unieruchamiania narządów, takie jak klej chirurgiczny czy szew, mogą powodować powikłania - na przykład stan zapalny czy zagrażająca życiu niedrożność.

Naukowcy z Duke University oczekują, że "magnetyczna" procedura pozwoli lepiej badać mikrobiom układu trawiennego, a także przyczyny chorób zapalnych czy raka jelita grubego. Dzięki technice mikroskopii multifotonowej możliwe jest obrazowanie zarówno po zewnętrznej powierzchni jelita grubego, jak i jego wnętrza.

Podczas pierwszych badań nową metodą naukowcy skolonizowali mysią okrężnicę bakteriami E. coli, pochodzącymi od pacjentów z chorobą Leśniowskiego-Crohna, które zostały oznaczone białkami fluorescencyjnymi. Przez trzy dni udawało się śledzić migrację, wzrost i spadek liczby bakterii. W taki sposób można nie tylko badać atak bakterii chorobotwórczych na okrężnicę, ale także pozytywną rolę, jaką mogą odgrywać probiotyki i ustalić, które szczepy najlepiej pomogą osobom z zaburzeniami żołądkowo-jelitowymi.

W kolejnym eksperymencie myszy hodowano z kilkoma rodzajami fluorescencyjnych komórek odpornościowych. Następnie naukowcy wywołali zapalenie okrężnicy i obserwowali aktywację tych komórek. Można tak badać różne rodzaje komórek i chorób, by lepiej zrozumieć, w jaki sposób układ odpornościowy reaguje na wyzwania.

Udało się też znakować i śledzić związane z rakiem jelita grubego nabłonkowe komórki macierzyste okrężnicy podczas radioterapii. Naukowcy obserwowali także reakcję nerwów okrężnicy na stymulację nerwu krzyżowego - nową terapię zaburzeń immunologicznych oraz dotyczących drażliwości jelit. Choć taka stymulacja przynosi korzystne efekty, nie wiadomo, dlaczego właściwie działa, w związku z czym trudno ją zoptymalizować. Dzięki nowej metodzie da się zobaczyć, w jaki sposób neurony okrężnicy reagują na różne kształty fal, częstotliwości i amplitudy stymulacji.

Podaj imię Wpisz komentarz
Dodając komentarz, oświadczasz, że akceptujesz regulamin forum