Neue Bildgebungsmethode ermöglicht Wissenschaftlern die Darstellung eines wichtigen Teils des Dickdarms in 3D

In einer bahnbrechenden Entdeckung Forscher des Children's Hospital of Philadelphia (CHOP) haben eine neue Bildgebungsmethode entwickelt, die es Wissenschaftlern ermöglicht, das enterische Nervensystem (ENS) - einen wichtigen Teil des menschlichen Dickdarms - in drei Dimensionen zu betrachten, indem andere Dickdarmzellen, die es normalerweise blockieren, unsichtbar gemacht werden. Das ENS war bisher nur in dünnen Gewebeschnitten sichtbar, die nur begrenzte klinische Informationen liefern. Die Ergebnisse wurden heute online in der Zeitschrift veröffentlicht Gastroenterologie .

Das ENS reguliert viele Schlüsselfunktionen des Darms, wie die Bewegung von Nahrung und Nährstoffen, Sekretion von Flüssigkeit, Reparatur der Darmschleimhaut und Kontrolle des Blutflusses. Da das ENS über viele Nervenzelltypen verfügt, die es ihm ermöglichen, unabhängig vom Gehirn oder Rückenmark auf sich ändernde Bedingungen im Darm zu reagieren, das ENS wird manchmal als das "zweite Gehirn" des Körpers bezeichnet.

Das ENS ist mit herkömmlichen bildgebenden Verfahren schwer zu erkennen, da es in der Darmwand vergraben ist. Defekte im ENS verursachen Morbus Hirschsprung, ein Geburtsfehler, der einen chirurgischen Eingriff erfordert, sowie andere Zustände, bei denen die Nahrung nicht richtig durch den Darm transportiert werden kann. ENS-Defekte können auch zu häufigen Problemen wie dem Reizdarmsyndrom (IBS) beitragen.

Die dreidimensionalen Bilder des Darmnervensystems des Dickdarms geben uns neue Einblicke in die Zellen, die die Darmfunktion steuern, und können uns helfen, Erkrankungen des Dickdarms besser zu verstehen. Um diese Arbeit zu erledigen, wir mussten einen neuen Weg erfinden, um den Dickdarm unsichtbar zu machen, Färben Sie die Zellen, an denen wir interessiert waren, und erzeugen Sie Tausende von Bildern."

Robert Heuckeroth, MD, PhD, Kindergastroenterologe in der Abteilung für Gastroenterologie, Hepatologie und Ernährung bei CHOP, Forschungsdirektor und Norman und Irma Braman Stiftungsprofessor des Lustgarten Center for GI Motility des CHOP und leitender Autor der Studie

Unter Verwendung von Maus- und menschlichem Dickdarmgewebe, Das Studienteam entwickelte ein bildgebendes Verfahren, das mehrere Techniken kombinierte, einschließlich Gewebe- und Zellfärbung, die Verwendung von Lochmikroskopen und quantitativer Analyse, um die Zellen des Dickdarms in drei Dimensionen zu charakterisieren. Indem kein Gewebe geschnitten wird, Dieser neue Ansatz bewahrt die Assoziationen mit anderen Darmzellen im dreidimensionalen Raum. Dies ist wichtig für die Beurteilung der Darmmotilität, Dies erfordert, dass viele Zelltypen zusammenarbeiten, um die Muskelkontraktion und -entspannung zu koordinieren.

In Summe, Das Studienteam erstellte 280 konfokale Z-Stacks – das Verfahren, das es ihnen ermöglicht, die Bilder in drei Dimensionen zu rendern – und konnte quantitative Daten von 14 erwachsenen menschlichen Dickdarms gewinnen. Zusätzlich, sie konnten das ENS bei Kindern mit Morbus Hirschsprung visualisieren.

„Wir glauben, dass unser neuer Ansatz uns helfen wird, Darmerkrankungen genauer zu verstehen und zu neuen Therapieansätzen führen könnte. “ sagte Heuckeroth.

Die aus der Studie generierten Bilder sind nun in einer öffentlichen Datenbank verfügbar.

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