25. august 2018

Enzymkanaler i bugspytkirtlen dannes ligesom floder

Bugspytkirtlen

Med metoder til at analysere vejsystemer og floder har forskere fra Københavns Universitet undersøgt, hvordan det netværk af kanaler, der transporterer enzymer fra bugspytkirtlen til tarmen, bliver dannet hos mus. Netværket har ligheder til, hvordan vejnetværk er bygget op, og hvordan floder bliver dannet. De nye resultater kan hjælpe forskerne med bedre at forstå sygdomme som for eksempel cystisk fibrose.


Når floder bliver dannet og forgrener sig ud i landskabet, bliver kanalerne med den stærkeste strømning udvidet, mens andre løber tør for til sidst at forsvinde. Det samme sker i kroppen, når vores organer bliver dannet. Det har forskere fra Det Sundhedsvidenskabelige Fakultet ved Københavns Universitet fundet i af et nyt studie i samarbejde med fysikere fra Niels Bohr Institutet. Forskerne har undersøgt bugspytkirtlen hos embryoer fra mus og set på, hvordan organet udvikler sig fra fosterstadiet, og indtil musen bliver født. De nye forskningsresultater er publiceret i det videnskabelige tidsskrift PLOS Biology.

En velfungerende bugspytkirtel er essentiel for at kunne fordøje mad. Organet producerer enzymer, som hjælper kroppen med at fordøje og optage næringsstoffer. Enzymerne bliver via et netværk af såkaldte udførselsgange ført hen til tarmen. Det er dette netværk, som forskerne har undersøgt og analyseret, hvordan bliver udviklet. Metoderne, som de har brugt til at analysere de forskellige stadier i udviklingen af organet, er oprindeligt udviklet til at analysere vej- og flodnetværk.

”Vi fandt ud af, at selv om formen på bugspytkirtlen varierer mellem musene, så ligner bugspytkirtlens netværk hinanden på tværs af de forskellige mus på et specifikt tidspunkt i udviklingen. I de tidlige udviklingsstadier ligner netværket af udførselsgange et vejnetværk i byer, hvor det er nemt at komme fra et sted til et andet, og du har adskillige veje, der fører til det samme sted. Alt er forbundet på en overflødig måde. Det er meget bekvemt, men har en pris. Du skal vedligeholde mange flere veje.”

”Til slut i udviklingen har den en meget mere økonomisk og optimeret struktur i forhold til at levere fordøjelsesenzymer til tarmen. Flowet af væske, som løber gennem bugspytkirtlens netværk til tolvfingertarmen, fører til en udvidelse af de gange med størst strømning, mens unødvendige gange bliver afskaffet - fuldstændig ligesom flodsenge bliver dannet,” fortæller Anne Grapin-Botton, professor ved Novo Nordisk Foundation Center for Stem Cell Biology (DanStem), og medforfatter til studiet.

Bugspytkirtlen laver “testruns”
Forskerne farvede netværket af gange med fluorescerende antistoffer, og på den måde kunne de følge udviklingen af gangsystemerne og se, hvordan de blev forbundet. Her så forskerne, at allerede på et tidligt stadie begyndte bugspytkirtlen at øve og forberede sig på at kunne fungere ved fødslen. Det gør organet blandt andet ved at lave ”testruns” og sende sekret gennem gangnetværket.

En bugspytkirtel farvet med med fluorescerende antistoffer. Foto: Adjunkt Dror Sever.

”Vores studie viser, hvordan organet allerede på fosterstadie kan forbedre sin form og struktur i en grad, så det er klart til at fungere optimalt ved fødslen. Organets ”testruns” gør det muligt at optimere netværket af udførselsgange, så det har den mest effektive levering af enzymer til tarmen. Den proces, som vi har afdækket i bugspytkirtlen, kan også vise sig at være relevant ved andre lignende organer som spytkirtlen,” fortæller professor Anne Grapin-Botton.

Forskernes nye viden om bugspytkirtlen kan også bruges til bedre at forstå og potentielt udvikle bedre behandling til sygdomme, hvor der er en unormal dannelse af gangnetværket. Det ses blandt andet ved den arvelige sygdom cystisk fibrose, som cirka 15 børn i Danmark årligt fødes med. Sygdommen, der udvikler sig forskelligt fra person til person, medfører netop, at enzymerne fra bugspytkirtlen ikke kommer ud i tarmen, fordi gangnetværket ikke fungerer, som det skal.

”Vi håber, at vi ved at forstå, hvordan organerne former det her netværk af gange, bedre kan opklare, hvordan sygdomme, der påvirker bugspytkirtlen, opstår. Eksempelvis ved cystisk fibrose. Der er også typer af diabetes, hvor der ses cystiske eller forstørrede gange i bugspytkirtlen og i andre organer som nyrer og lever. Det her studie er et skridt til bedre at forstå linket mellem forstørrede gange og diabetes,” fortæller professor Anne Grapin-Botton.

Studiet er støttet af Danmarks Grundforskningsfond, Novo Nordisk Fonden og Det Europæiske Forskningsråd.

Videnskabelig artikel: ”Deconstructing the principles of ductal network formation in the pancreas”.

Kontakt:
Professor Anne Grapin-Botton
Mail: anne.grapin-botton@sund.ku.dk
Telefon: +45 21152863

Pressemedarbejder Cecilie Krabbe
Telefon:
+45 93565911
Mail: cecilie.krabbe@sund.ku.dk