Modell av bukspottkörtel öppnar nya möjligheter

För första gången har en hel bukspottkörtel från en person med typ 1-diabetes kartlagts. Umeåforskaren Ulf Ahlgren och hans grupp avbildade ett donerat organ i tre dimensioner och hittade hundratusentals insulinproducerande celler som fanns kvar. Men inte där de brukar finnas.

Bukspottkörteln är ett svårstuderat organ. Insulinproducerande celler sitter samlade i Langerhanska öar, mikroskopiska cellöar som bara utgör ett par procent av organets volym och ligger utspridda i vävnaden. Att hitta dem är inte lätt. Den traditionella metoden har varit att skära tunna snitt ur körteln och helt enkelt räkna i ett mikroskop. Man har dock inte vetat hur representativt just det snittet är.

Ulf Ahlgrens forskargrupp vid Institutionen för medicinsk och translationell biologi vid Umeå universitet har de senaste 25 åren i stället utvecklat en teknik som gör hela organet genomskinligt och avbildar det i tre dimensioner med mikroskopisk upplösning. De celler eller proteiner forskarna ville studera färgades in så att de kunde följas. I april 2024 publicerades en studie i Nature Communications där de hade kartlagt en komplett bukspottkörtel från en frisk donator för första gången. Nu har motsvarande kartläggning gjorts på en bukspottkörtel från en donator med typ 1-diabetes. Studien publicerades i tidskriften Science Advances i maj, och för första gången kunde ett sjukt och ett friskt organ jämföras i sin helhet. Ulf Ahlgren medger att arbetet har krävt tid och tålamod.

Men när man tänker på att vi från början ”bara” kunde studera den embryonala bukspottkörteln i möss, tills nu, när vi kan se ett helt organ från en människa med dess miljoner cellgrupperingar i mikroskopisk upplösning och i en volym ungefär lika stor som hos en banan, så känns det verkligen som vi har belönats för arbetet, säger han.

De Langerhanska öarna har som förväntat visat sig vara så gott som tömda på betaceller i den sjuka bukspottkörteln. Men utanför öarna finns hundratusentals insulinproducerande celler kvar, till allra största delen som enstaka celler eller mindre kluster. Sammantaget var de cellerna utanför öarna fler än de som fanns kvar inuti dem. I en frisk bukspottkörtel är det tvärtom.

Fynden öppnar för två möjliga förklaringar. Antingen är cellerna utanför de Langerhanska öarna mer motståndskraftiga mot den immunologiska attack som slår ut betacellerna vid typ 1-diabetes, eller så kan nya betaceller bildas.

De skulle till exempel av någon anledning lyckats undfly den autoimmuna attacken eller bara vara mer resistenta mot nedbrytning, säger Ulf Ahlgren.

Andra alternativ är att de har utvecklats från andra typer av hormonproducerande celler i bukspottkörteln, eller att de är nybildade. Nu försöker teamet ta reda på vad som utmärker dem.

Om vi kan förstå varför de klarar sig bättre kan vi kanske på sikt stimulera eller på andra sätt påverka andra insulinceller att klara sig bättre.

Att det finns kvarvarande betaceller lång tid efter debut är känt sedan tidigare. Det går exempelvis att ta reda på genom att mäta C-peptid. Men var de sitter, hur många de är och hur de är fördelade i organet har inte tidigare gått att besvara. Resultaten från studien kan ändra hur framtida forskning bedrivs. Om analyser bara räknar betaceller i Langerhanska öar riskerar de att systematiskt underskatta hur många insulinproducerande celler som finns kvar hos en person med typ 1-diabetes. Och det är just de kvarvarande cellerna som är intressanta om målet är att bevara, skydda eller återstarta den egna insulinproduktionen.

Nästa steg för forskargruppen är att undersöka de områden i bukspottkörteln där cellerna överlevt med avancerad immunologi och proteomik. Vad kännetecknar mikromiljön där? Skiljer sig immunförsvarets närvaro? Och fungerar cellerna så att de producerar insulin som svar på blodsocker, eller är de bara där?

Svaren skulle kunna peka ut nya måltavlor för behandling. Om det går att förstå varför vissa betaceller klarar sig kan det på sikt gå att skydda eller stimulera dem hos personer som redan insjuknat.

Ett helt organ, avbildat cell för cell, är ett omfattande material att studera och modellen kommer att vara tillgänglig för andra forskare. Genom att dela den kan andra grupper ställa frågor som Ulf Ahlgren och hans team själva inte hunnit ställa. Metoden de har utvecklat går dessutom att använda på andra organ. Ahlgren räknar med att helorgansavbildning i 3D kommer att bli ett standardverktyg inom flera områden.

Ulf Ahlgrens forskning har i flera år finansierats med anslag från Barndiabetesfonden. I våras fick teamet ytterligare en dryg miljon kronor för att gå vidare och undersöka de områden där celler som överlevt närmare.

När man jobbar på den här skalan krävs, förutom mycket duktiga och specialiserade medarbetare, en kostsam infrastruktur och dyra reagenser som till exempel antikroppar. Även om anslagen från Barndiabetesfonden inte räcker för att driva ett sådant här projekt självt, betyder de jättemycket för oss. Vi är mycket tacksamma, säger Ulf Ahlgren.

Källa: Joakim Lehrstrand m.fl., “3D imaging of an entire pancreas shows inverse proportions of extra-islet versus islet-associated β cells in late-onset type 1 diabetes”, Science Advances 12, eaed0496 (2026). DOI: 10.1126/sciadv.aed0496

Så här gjordes forskningen

En hel bukspottkörtel togs från en avliden donator med sent debuterande typ 1-diabetes. Organet togs ut i en donationsoperation och konserverades direkt.
Körteln bäddades in och skars i bitar om ca en halv centimeter. Detta gjordes för att antikroppar skulle kunna tränga in.
Bitarna låg i antikroppar mot insulin i 14 dagar, därefter i en andra antikropp som fäster på den första och bär ett fluorescerande färgämne, i 14 dagar till.
Bitarna behandlades så att de blev genomskinliga. Den svaga fluorescens som olika vävnader har naturligt gjorde att blodkärl och andra strukturer ändå syntes.
Varje bit genomlystes och fotograferades från hundratals vinklar. En dator räknade om bilderna tredimensionellt och fogade samman bitarna digitalt med bukspottkörtelns blodkärl som passmärken.
Alla insulinceller i hela organet lokaliserades och räknades, och jämfördes med motsvarande kartläggning av en donator utan diabetes.
Vävnadsbitarna finns kvar efter avbildningen. 3D-kartan visar var de överlevande insulincellerna sitter, och de delarna kommer att analyseras vidare med immunologi och proteomik för att förstå varför cellerna klarat sig.