Έμβρυο στη μήτρα

Τα οργανοειδή τροφοβλάστη που επανεφευρίσκουν την ασφάλεια του εμβρύου

Έμβρυο στη μήτρα

Οι ερευνητές δημιούργησαν ένα οργανοειδές μοντέλο του φραγμού του πλακούντα που βασίζεται σε βλαστοκύτταρα, προσφέροντας ένα νέο εργαλείο για τη μελέτη της λειτουργίας του πλακούντα και της τοξικότητας των φαρμάκων, βελτιώνοντας δυνητικά την ασφάλεια του εμβρύου στην ανάπτυξη φαρμάκων.

Ερευνητές από το Ιατρικό και Οδοντιατρικό Πανεπιστήμιο του Τόκιο (TMDU) ξεπερνούν τα επιστημονικά εμπόδια και αναπτύσσουν ένα μοντέλο για να αξιολογήσουν τη βιολογία του ανθρώπινου φραγμού του πλακούντα.

Κατά τη διάρκεια της εγκυμοσύνης, ο ανθρώπινος πλακούντας διαδραματίζει πολλαπλούς ουσιαστικούς ρόλους, συμπεριλαμβανομένης της παραγωγής ορμονών και της επεξεργασίας θρεπτικών συστατικών/απόβλητων. Χρησιμεύει επίσης ως φραγμός για την προστασία του αναπτυσσόμενου εμβρύου από εξωτερικές τοξικές ουσίες. Ωστόσο, ο φραγμός του πλακούντα μπορεί ακόμα να παραβιαστεί από ορισμένα φάρμακα. Σε πρόσφατο άρθρο που δημοσιεύτηκε στο Επικοινωνίες για τη φύσημια ομάδα με επικεφαλής ερευνητές στο Ιατρικό και Οδοντιατρικό Πανεπιστήμιο του Τόκιο (TMDU) ανέπτυξε ένα οργανοειδές μοντέλο του φραγμού του πλακούντα που βασίζεται σε κύτταρα τροφοβλάστης (TS) για να υποστηρίξει περαιτέρω βιολογική έρευνα.

Προόδους στη Μοντελοποίηση του Πλακούντα

Οι λάχνες στον ανθρώπινο πλακούντα βοηθούν στο σχηματισμό του φραγμού και περιβάλλονται από ένα στρώμα κυττάρων που ονομάζονται τροφοβλάστες. Επειδή η δομική φύση των λαχνών είναι κρίσιμη για τη λειτουργία τους, οι κυτταρικές σειρές και άλλες μέθοδοι που χρησιμοποιούνται για την αναπαραγωγή της φυσιολογίας του πλακούντα σε εργαστηριακά πειράματα έχουν αποδειχθεί ανεπαρκείς. Τα πρωτογενή κύτταρα πλακούντα είναι επίσης δύσκολο να διατηρηθούν σε καλλιέργεια. Ως εκ τούτου, η ομάδα TMDU είχε ως στόχο να αναπτύξει μια αποτελεσματική in vitro μοντέλο λαχνών πλακούντα χρησιμοποιώντας κύτταρα TS.

Ορισμένα φάρμακα μπορούν να διασχίσουν τον φραγμό του πλακούντα και να φτάσουν στο έμβρυο

Στον ανθρώπινο πλακούντα υπάρχουν λάχνες του πλακούντα και η επιφάνεια των λαχνών αποτελείται από συγκυτιοτροφοβλάστη, που ονομάζονται επίσης κύτταρα φραγμού, που χρησιμεύουν ως ο κύριος φραγμός έναντι ξένων ουσιών. Ωστόσο, ορισμένα φάρμακα που λαμβάνονται από έγκυες γυναίκες μπορούν να διαπεράσουν αυτό το φραγμό του πλακούντα και να έχουν ανεπιθύμητες ενέργειες στο έμβρυο. Πιστωτικό: Τμήμα Μηχανικών Διαγνωστικών και Θεραπευτικών Συστημάτων, TMDU

«Τα κύτταρα TS έχουν την ικανότητα να διαφοροποιούνται σε όλα τα είδη πλακουντικών κυττάρων που αποτελούνται από τον ανθρώπινο πλακούντα», λέει ο Δρ Takeshi Hori, επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης. «Ωστόσο, ήταν δύσκολο να κατασκευαστεί το μοντέλο φραγμού χρησιμοποιώντας κύτταρα TS».

Ανάπτυξη και δοκιμή του οργανοειδούς μοντέλου

Πρώτα απ ‘όλα, η ομάδα στη συνέχεια δημιούργησε οργανοειδή τροφοβλάστη, έναν τύπο τρισδιάστατου κυτταρικού μοντέλου που μπορεί να μιμηθεί πιο αποτελεσματικά τις δομικές και βιολογικές λεπτομέρειες ενός οργάνου. Μετά από δοκιμή τριών τύπων μέσου καλλιέργειας, προσδιόρισαν τις βέλτιστες συνθήκες για την υποστήριξη του σχηματισμού σφαιρικών οργανοειδών.

«Το εξωτερικό στρώμα του οργανοειδούς περιείχε ένα ενιαίο στρώμα κυττάρων που ονομάζονταν συγκυτιοτροφοβλάστες», εξηγεί ο Δρ Hirokazu Kaji, ανώτερος συγγραφέας. “Αυτό το επίπεδο εμφάνιζε αποτελεσματικά τη λειτουργία φραγμού που σκοπεύαμε να μιμηθούν με αυτό το μοντέλο.”

Πλακούντια οργανοειδή και μοντέλα φραγμού

Οργανοειδή πλακούντα που δημιουργούνται από ανθρώπινα βλαστοκύτταρα πλακούντα (αριστερά), μπροστινή όψη του μοντέλου φραγμού πλακούντα (κέντρο) και πλάγια όψη του μοντέλου φραγμού (δεξιά εικόνα, κόκκινα κύτταρα στην κορυφή των στρωμάτων υποδηλώνουν κύτταρα φραγμού) . Πιστωτικό: Τμήμα Μηχανικών Διαγνωστικών και Θεραπευτικών Συστημάτων, TMDU

Με βάση τις συνθήκες καλλιέργειας των σφαιρικών οργανοειδών, οι ερευνητές δημιούργησαν πιο επίπεδα οργανοειδή με δοχείο τύπου στήλης για να εκτιμήσουν εύκολα τη μετατόπιση των ενώσεων μέσω του στρώματος φραγμού. Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν διάφορες μεθόδους για να επιβεβαιώσουν την ακεραιότητα του φραγμού και τα επίπεδα ωρίμανσης των επίπεδων οργανοειδών και να εξασφαλίσουν την ευρωστία του συστήματος. Η ανάλυσή τους έδειξε επίσης ότι το μοντέλο θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για να εκτιμηθεί πόσο καλά διαφορετικές ενώσεις θα μπορούσαν να διασχίσουν το φράγμα, ειδικά εξετάζοντας τους συντελεστές διαπερατότητας.

Επιπτώσεις για την ανάπτυξη φαρμάκων και τη βιολογία του πλακούντα

«Η χρήση των οργανοειδών ως μοντέλου του φραγμού του πλακούντα θα βοηθήσει τους επιστήμονες να κατανοήσουν καλύτερα τη γενική βιολογία του πλακούντα και την πιθανή τοξικότητα των φαρμάκων», λέει ο Δρ Χόρι. «Σχεδιάσαμε επίσης το μοντέλο μας με τέτοιο τρόπο ώστε τα κύτταρα να μπορούν να καλλιεργηθούν εύκολα και να αξιολογηθεί χρησιμοποιώντας μικροσκοπική παρατήρηση».

Το οργανοειδές μοντέλο που βασίζεται σε κύτταρα TS που δημιουργήθηκε σε αυτή τη μελέτη αντιμετωπίζει αποτελεσματικά πολλές από τις δυσκολίες που προηγουμένως εμπόδιζαν τις εργαστηριακές αξιολογήσεις της φυσιολογίας του πλακούντα. Θα είναι ένα χρήσιμο εργαλείο όχι μόνο για την αποσαφήνιση λεπτομερειών της ανάπτυξης αυτού του οργάνου, αλλά και για την αξιολόγηση των ρυθμών μεταφοράς και των επιπέδων τοξικότητας διαφόρων ενώσεων. Αυτό θα είναι κρίσιμο στη διαδικασία ανάπτυξης του φαρμάκου για την αποφυγή βλάβης του πλακούντα ή βλάβης του εμβρύου.

Παραπομπή: «Οργανοειδή μοντέλα με βάση τα βλαστοκύτταρα τροφοβλάστη του ανθρώπινου πλακούντα φραγμού» 8 Φεβρουαρίου 2024, Επικοινωνίες για τη φύση.
DOI: 10.1038/s41467-024-45279-y

Η μετάφραση έγινε με τη βοήθεια του Google Translate
ΠΗΓΗ: scitechdaily.com

Απάντηση