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Diabetes imaging — quantitative assessment of islets of Langerhans distribution in murine pancreas using extended-focus optical coherence microscopy

Résumé

Diabetes is characterized by hyperglycemia that can result from the loss of pancreatic insulin secreting β-cells in the islets of Langerhans. We analyzed ex vivo the entire gastric and duodenal lobes of a murine pancreas using extended-focus Optical Coherence Microscopy (xfOCM). To identify and quantify the islets of Langerhans observed in xfOCM tomograms we implemented an active contour algorithm based on the level set method. We show that xfOCM reveals a three-dimensional islet distribution consistent with Optical Projection Tomography, albeit with a higher resolution that also enables the detection of the smallest islets (≤ 8000 μm3). Although this category of the smallest islets represents only a negligible volume compared to the total β-cell volume, a recent study suggests that these islets, located at the periphery, are the first to be destroyed when type I diabetes develops. Our results underline the capability of xfOCM to contribute to the understanding of the development of diabetes, especially when considering islet volume distribution instead of the total β-cell volume only.

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Îlot de Langerhans
right|thumb|Un îlot de Langerhans|upright=1.2 Les cellules des îlots de Langerhans (ou îlots pancréatiques, insulae pancreaticae) sont des cellules endocrines (produisant des hormones) du pancréas regroupées en petits amas (ou îlots) disséminés entre les acini séreux (cavités arrondies débouchant sur le canal pancréatique.) Ces îlots furent décrits en 1868 par le biologiste allemand Paul Langerhans (1847-1888). Ils furent nommés « îlots de Langerhans » en son honneur par Édouard Laguesse, par ailleurs créateur du mot « endocrine ».
Insuline
vignette|Les deux chaines de l'insuline bovine. En rouge les ponts disulfures. vignette|droite|Modélisation 3D d'une molécule d'insuline. L'insuline (du insula « île ») est une hormone protéique sécrétée par les cellules β des îlots de Langerhans dans le pancréas, ainsi que dans les corps de Brockmann de certains poissons téléostéens. Elle a un effet important sur le métabolisme des glucides, des lipides et des protéines en favorisant l'absorption du glucose présent dans le sang par les cellules adipeuses, les cellules du foie et celles des muscles squelettiques.
Diabète sucré
Le diabète sucré (ou diabète par abus de langage) est une maladie liée à une défaillance des mécanismes biologiques de régulation de la glycémie (concentration de glucose dans le sang) menant à une hyperglycémie chronique. Cette maladie se manifeste par des symptômes propres au diabète (syndrome polyuropolydipsique) et par des lésions d'organes tels la rétine, les reins ou les artères coronaires, dues à la toxicité de l'acétone produite lors d'une dégradation rapide des graisses arrivant en cas de défaillance de l'insuline menant à une hyperglycémie majeure.
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Type 2 diabetes disrupts circadian orchestration of lipid metabolism and membrane fluidity in human pancreatic islets

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