Till innehåll på sidan

Optisk 3D-mikroskopi kan effektivisera diagnos av njursjukdomar

detaljbild av strukturer från njurmikroskopi
Bilden visar en kapillär i njuren med celltypen podocyter i grönt, och filterstrukturerna fotutskott i lila. Fotutskotten är mycket viktiga för njurens förmåga att filtrera blod och skapa urin. På grund av strukturernas små dimensioner (200-500 nanometer) var det tidigare bara möjligt att avbilda dem med elektronmikroskop, men med KTH-forskarnas nya protokoll kan strukturerna på ett enklare sätt avbildas med ljusmikroskop.
Publicerad 2021-01-18

KTH-forskares nya metod för avancerad 3D-provpreparering och 3D-mikroskopi kan effektivisera diagnosen av njursjukdomar.
– Ett enda vävnadsprov ger högupplöst bildmaterial av njuren som direkt kan granskas i tre dimensioner, säger Hans Blom, chef vid den nationella resursen för avancerad mikroskopi vid SciLifeLab.

I Sverige beräknas över en halv miljon människor leva med kronisk njursjukdom. Problemen ökar i takt med att människor världen över lever längre och oftare drabbas av sjukdomar som diabetes och högt blodtryck, vilka i sin tur drabbar njurfunktionen. Dessutom har covid visat sig ofta orsaka akuta skador på njurarna.

– Den nya 3D-mikroskopin innebär en effektivisering av dagens diagnosprocesser. Vår metod går snabbare att utföra – vi kan gå från en njurbiopsi till färdiga bilder på fem timmar. I dag tar motsvarande process ett dygn eller mer, berättar David Unnersjö-Jess, som utvecklat den nya tekniken tillsammans med docent Hans Blom och professor Hjalmar Brismar vid KTH.

Hans Blom
Hans Blom, chef för den nationella resursen för avancerad mikroskopi vid SciLifeLab, som efter postdoc-studier i Nobelpristagare Stefan Hells labb (2003-2005) utvecklat superupplösande STED-mikroskopi vid KTH för användning inom biologi/medicin.

I den gamla metoden, där man genom klassisk elektronmikroskopi studerar tunna snitt av vävnadsprover, ger ett snitt bara en bråkdel av hela informationen.
– Därmed kan man lätt missa en njurdiagnos. I vår nya 3D-metod ses hela provet, och det krävs enklare utrustning, mindre tid och mindre handpåläggning. Det behövs bara ett instrument istället för tre, och ett protokoll istället för fyra, förklarar Hans Blom.

Forskargruppen har i samarbete med kliniska njurforskare runt om i Europa nyligen publicerat protokollet i en av de största tidskrifterna för njurforskning , och arbetar i nuläget med att validera protokollet för bredare klinisk användning.

Ställer sig kliniska läkare positiva till den nya tekniken?
– Den har fått ett väldigt varierat mottagande, vi har mött hela skalan från entusiaster till skeptiker i Sverige, Italien och Tyskland. Många läkare som har vigt hela sina yrkesliv till den klassiska diagnosticeringen av njursjukdom är mindre villiga att tänka om. Men vi väljer att se kritiker som bollplank, säger David Unnersjö-Jess.

David Unnersjö-Jess
David Unnersjö-Jess, Teknologie Doktor och utvecklare av optisk 3D njurpatologi som doktorand vid KTH, samt postdoc-forskare vid NephroLab i Köln, Tyskland. Han har sedan 2014 utvecklat 3D njuranalys/patologi. Medverkande i forskningsprojektet är även Hjalmar Brismar, professor på institutionen för tillämpad fysik vid KTH. Han har sedan mitten av 1990-talet bedrivit världsledande forskning kring njuren.

Han vidareutvecklar för närvarande protokollet vid NephroLab i Köln, ett medicinskt laboratorium i Tyskland där majoriteten av forskarna är utbildade läkare.
– Jag fick nyligen chans att använda 3D-tekniken för att hjälpa en klinik i Köln när en njurpatients elektronmikroskopi-bilder inte kunde påvisa skada. Genom 3D-mikroskopin, och de analysverktyg som vi utvecklat, kunde vi snabbt se en tydlig 15-procentig förändring i njurens små filterstrukturer som missats med elektronmikroskopi, säger han.

Vilka svagheter har den nya 3D-tekniken jämfört med vanlig diagnosmetod?
– En liten nackdel är att vi inte når samma enormt höga upplösning som i klassisk elektronmikroskopi, där man i vissa snitt kan se molekylära strukturer. Men styrkan vi har är att vi kan behålla den studerade vävnaden intakt och se hela den tredimensionella bilden snabbt och enkelt, säger Hans Blom.

I dag utvärderas 3D-mikroskopin för användning inom klinisk forskning vid Karolinska Sjukhuset i Huddinge.
När kan tekniken vara etablerad i vården?
– Den kliniska användningen av medicinteknik är konservativ och det tar tid att lära upp personal, så vi ser tiden an på ett par års sikt. I ett första skede betraktar vi vår nya 3D-metod framför allt som en möjlig komplettering av befintlig diagnosteknik, säger David Unnersjö-Jess.

Katarina Ahlfort
Foto/illustration: David Unnersjö-Jess

Njurens filterstrukturer avbildade genom 3D-mikroskopi
Genom 3D-mikroskopi kan njurens filterstrukturer, de 200–500 nanometer breda fotutskotten, visualiseras med ljusmikroskopi (vänstra bilden). Det möjliggör en enkel automatisk analys och kvantifiering av njurens hälsotillstånd (högra bilderna), med möjlig användning inom klinisk njurdiagnostik.

Initiativ att stödja

Genom extern finansiering från företag, privata aktörer och stiftelser kan KTH fokusera mer på visionär och långsiktig samhällsnyttig forskning som högskoleanslagen inte täcker.
KTH:s ledning har valt ut visionära satsningar och projekt som företräds av framstående forskare med tydlig samhällsnytta. Development Office har till uppgift att matcha ny forskning med finansiärer i samhället. Läs mer om Development Office arbete här

Innehållsansvarig:press@kth.se
Tillhör: Aktuellt
Senast ändrad: 2021-01-18