Ett nytt fönster för att studera de Langerhanska öarnas funktion
Forskare vid Karolinska Institutet har etablerat en ny transplantationsteknik för Langerhanska öar som möjliggör långsiktig intravital mikroskopi av öarnas fysiologi med exceptionell stabilitet i vakna möss.
I en ny studie, publicerad i Nature Communications, har forskare vid Karolinska Institutet gjort ett banbrytande arbete med att transplantera de Langerhanska öarna till dura mater, den yttersta hjärnhinnan, vilket möjliggör minimalt invasiva, upprepade avbilningar vid stabila fysiologiska betingelser under lång tid. Genom att kombinera ett kranialfönster med en luftkudde i kolfiber och stabil huvudfixering kunde forskarna upprepade gånger studera både mus- och humana öar efter transplantation när de vaskulariserats, integrerats och blivit metaboliskt aktiva. Vidare möjliggjorde metoden för första gången att följa de rytmiska kalciumsignalerna i insulinproducerande betaceller, en essentiell indikator på insulinsekretion, i vakna möss.
De Langerhanska öarna reglerar blodsockernivåerna, och deras dysfunktion är central för uppkomsten av typ 2-diabetes. Denna nya metod ger en unik möjlighet att studera hur öarna fungerar, hur transplanterade grafts anpassar sig efter transplantation och hur läkemedel eller stressfaktorer påverkar insulinsekretionen i en fysiologiskt relevant miljö.
–Många prekliniska studier förlitar sig på anesteserade djur, men anestesi förändrar hur celler svarar på stimuli. Genom att eliminera anestesi ökar vår metod både noggrannhet och fysiologisk relevans vid studier av de Langerhanska öarnas beteende. Dessutom kan transplantationen till dura mater öppna dörrar för forskning på andra vävnader bortom de Langerhanska öarna, säger Dr. Philip Tröster, forskare vid Rolf Luft Forskningscentrum för Diabetes och Endokrinologi, institutionen för molekylär medicin och kirurgi och försteförfattare till studien.
Eftersom denna metod möjliggör långsiktiga, upprepade observationer i samma djur minskas interindividuell variation, vilket förbättrar statistisk styrka vilket potentiellt påskyndar översättningen av fynd till terapier.
–Den höga stabiliteten hos denna modell skapar nya möjligheter att kombinera den med avancerade avbildningstekniker, såsom superupplösande mikroskopi och innovativa biosensorer, för att klargöra subcellulära händelser, cell-till-cell heterogenitet och tidiga sjukdomsprocesser. Att studera öarna i vakna djur gör det också möjligt att följa den fulla fysiologiska komplexiteten, från födointag till öaktivitet, vilket fördjupar vår förståelse av diabetes patofysiologi och förbättrar preklinisk testning, säger Professor Per-Olof Berggren vid Rolf Luft Forskningscentrum för Diabetes och Endokrinologi, institutionen för molekylär medicin och kirurgi och senior författare till studien.
Studien har finansierats av Karolinska Institutet, Europeiska forskningsrådets (ERC) Advanced Grant (2018-AdG 834860 EYELETS), Familjen Erling-Perssons stiftelse, Jonas & Christina af Jochnick-stiftelse, Novo Nordisk Foundation, Svenska Diabetesförbundet, Stiftelsen för strategisk forskning (SSF MED-X 2018) och Vetenskapsrådet. Etiska godkännanden har erhållits i enlighet med institutionella och nationella riktlinjer för djurförsök.
Publikation
Stable intracranial imaging of dura mater-engrafted pancreatic islet cells in awake mice Tröster, P., Visa, M., Valladolid-Acebes, I. et al. Nat Commun 16, 10047 (2025). doi.org/10.1038/s41467-025-66057-4