Ny forskning giver indsigt i kroppens avancerede forsyningsnetværk

Inde i kroppen på mennesker og dyr findes et omfattende netværk af rør, der på forskellige måder holder os i live. Disse biologiske rør fungerer som et avanceret forsyningsnetværk i en by. Blodkar transporterer fx ilt og næringsstoffer ud til cellerne og indsamler affaldsstoffer.

Rørsystemerne dannes under forsterudviklingen, og fejl i denne proces kan give medfødte sygdomme. Vi ved i dag meget lidt om, hvordan rør dannes i kroppen, da det er en kompliceret proces, der er svær at reproducere korrekt i laboratoriet.

I bugspytkirtlen findes et netværk af rør, kaldet bugspytkirtel-gange, der fungerer som transportsystem. Disse rør leder fordøjelsesenzymer fra kirtelcellerne til tolvfingertarmen. Den nye forskning afdækker, hvordan bugspytkirtel-gange dannes.

Avanceret mikroskopi danner grundlag for nye opdagelser

Pia Nyeng, lektor i molekylærbiologi ved Roskilde universitet har sammen med danske og internationale kollegaer udviklet nye metoder, der gør det muligt at optage 3D-film af dannelsen af biologiske rør fra start til slut.

Forskerne har mærket de rørdannende celler i mus med et fluorescerende protein, og har dyrket hele embryonale bugspytkirtler i et avanceret 3D-mikroskop, som kan optage de signaler, der kommer, når bugspytkirtlerne danner rør.

Tre nye mekanismer med betydning for bugspytkirtlens funktion

Forskerne har fundet og beskrevet tre nye mekanismer for dannelse af bugspytkirtelgange. De viser, at rørene ikke opstår spontant fra ingenting, som hidtil antaget, men kommer fra eksisterende strukturer.

Undersøgelserne viser, at bugspytkirtlen først danner et komplekst rørnetværk med mange knudepunkter, som omformes til et simplere trælignende netværk ved hjælp af en unik mekanisme, der kaldes ”loop-lukning”. Denne mekanisme er essentiel, da den optimerer indsamling og udledning af enzymer til tarmen.

Forskerne har samtidig fundet ud af, at rørdannelsen danner unikke nicher, som giver et ideelt miljø for differentiering af insulinproducerende celler.

Nye perspektiver

”Det mest overraskede for os var, hvor vigtigt det var at optage processen i 3D i realtid for at få et retvisende billede af, hvad der foregår. Langt den meste forskning indenfor vores felt hviler stadig på analyser af vævssnit, som er ’døde’ prøver skåret i tynde skiver. Ved at optage i fire dimensioner i intakt levende væv observerer vi pludselig helt nye fænomener, som forskere ikke tidligere har haft adgang til. Typisk er det processer, som sker så hurtigt, at man simpelthen ikke har kunnet se dem før,” siger Pia Nyeng.

Den nye forskning giver ifølge Pia Nyeng et godt udgangspunkt for videre forskning i bugspytkirtelrelaterede sygdomme såsom diabetes, og for udvikling indenfor regenerativ medicin, hvor forskere bl.a. forsøger at danne kunstige mini-bugspytkirtler.

Fakta om studiet

Studiet er publiceret i artiklen “Real time imaging reveals new mechanisms for pancreatic ductal establishment and remodeling” i forskningstidsskriftet Journal of Cell Biology, som er et af verdens førende tidsskrifter indenfor cellebiologi.

Forskere fra Roskilde Universitet, Københavns Universitet og Helmholtz Diabetes Center i Tyskland har samarbejdet om studiet.