Met ‘Google Maps’ inzoomen op eilandjes van Langerhans

Onderzoekers van het UMCG en LUMC hebben complete celstructuren van de eilandjes van Langerhans in een diermodel in beeld gebracht. Hierdoor is het mogelijk om op een ‘Google Maps’-achtige manier in te zoomen op zelfs de kleinste celonderdelen, zonder het grotere geheel uit het oog te verliezen. De ruim 25.000 microscopische beelden geven inzicht in het ontstaan van diabetes type 1 in het rattenmodel. Het is voor het eerst dat een humane ziekte in een diermodel op deze manier in beeld is gebracht. Het onderzoek is 8 mei 2013 gepubliceerd in Scientific Reports. De database is voor iedereen toegankelijk via www.nanotomy.nl.

Eilandjes van Langerhans zijn insulineproducerende cellen die zich bevinden in de alvleesklier. Bij mensen met diabetes type 1 vergist het afweersysteem zich en valt het de eilandjes aan. De insulineproducerende bètacellen worden hierdoor grotendeels vernietigd en maken vervolgens geen insuline meer aan. De precieze oorzaak is niet bekend en patiënten zijn afhankelijk van insuline-injecties.

Om meer inzicht te krijgen in het ontstaan van type 1 diabetes zijn complete eilandjes tijdens diabetesontwikkeling in een ratmodel met ongekende resolutie in kaart gebracht en geanalyseerd. Hiervoor is een speciale elektronenmicroscopische techniek voor gebruikt.

Met de huidige elektronenmicroscopen kunnen de samenstelling en opbouw van cellen in hoge resolutie afgebeeld worden. Echter, nadeel hiervan is dat je daarbij inzoomt op slechts een gedeelte van een cel en het grotere geheel letterlijk uit het oog verliest. De speciale preparatie en opnametechnieken maken het mogelijk om de losstaande foto’s aan elkaar te rijgen om zo het grotere geheel te kunnen overzien met behoud van de enorme zoommogelijkheden.

Nanotomie

De onderzoekers hebben deze techniek gebruikt om de nano-anatomie (“nanotomie”) van de eilandjes van Langerhans in een rat in beeld te brengen in de verschillende stadia van diabetes type 1. Zo kan worden ingezoomd in weefsel, cellen, celorganellen en macromoleculen. De data laten zien dat in de bètacellen van ratten met diabetes kleine virusachtige partikels (doorsnee 35 nanometer) voorkomen. De onderzoekers hebben echter aangetoond dat dit opstapeling van glycogeen is, wat veroorzaakt kan worden door verhoogd bloedsuiker tijdens diabetes.

Uiteenlopende aspecten tijdens ontwikkeling van diabetes in de enorme datasets kunnen nu verder geanalyseerd worden door onderzoekers wereldwijd via nanotomy.nl. Vervolgonderzoek met gebruikmaking van nanotomie is ook in humane eilandjes van patienten gestart om beter inzicht te krijgen in de oorzaak van type 1 diabetes.