طور باحثون في الولايات المتحدة "مشيمة على رقاقة" تحاكي بشكل وثيق التبادل الجزيئي للمغذيات بين الأم والجنين أثناء الحمل. سارة دو والزملاء في جامعة فلوريدا الأطلسية صنع الجهاز باستخدام زوج من قنوات الموائع الدقيقة ، مفصولة بشبكة معقدة من الألياف المائية المزروعة على كل جانب بخلايا مشيمة مختلفة. مكّن الإعداد الفريق من إعادة إحداث اضطرابات في تبادل المغذيات التي تسببها ملاريا المشيمة ، ويمكن أن تكون خطوة رئيسية نحو تطوير علاج لهذا المرض.
المشيمة عضو يتطور جنبًا إلى جنب مع الجنين أثناء الحمل. يلعب دورًا حيويًا في التوسط في تبادل العناصر الغذائية والأكسجين ومنتجات النفايات بين الأم والجنين النامي. من بين التهديدات الأكثر إلحاحًا لهذا التبادل الملاريا المشيمية: مرض يسببه كائن طفيلي وحيد الخلية يسمى المتصورة المنجلية، الذي يصيب خلايا الدم الحمراء للأم. من خلال تعطيل إمداد الجنين بالمغذيات ، يمكن أن يؤدي هذا المرض إلى انخفاض شديد في وزن المواليد - مما يؤدي في النهاية إلى وفاة 200,000 حديثي الولادة ، فضلاً عن 10,000 حالة وفاة بين الأمهات كل عام.
إن بنية المشيمة معقدة بشكل معقد: فهي تتميز بهياكل متعددة الطبقات تتكون من العديد من أنواع الخلايا المختلفة ، بالإضافة إلى الأوعية الدموية المتفرعة المسماة "أشجار الزغابات" حيث يحدث التبادل الجزيئي بين دم الأم والجنين. يمكن لهذه الهياكل احتجاز خلايا الدم الحمراء المصابة بالطفيليات ، مما يحد من تدفق العناصر الغذائية بين الأم والجنين.
تشكل هذه الهياكل المعقدة تحديًا استثنائيًا لإعادة إنتاجها باستخدام النماذج ؛ لكن القيود الأخلاقية تعني أيضًا أنه لا يمكن فحص المشيمة المصابة أثناء الحمل. نتيجة لذلك ، ثبت حتى الآن صعوبة تطوير علاجات هذا المرض بشكل خاص. لمواجهة هذا التحدي ، طور فريق دو الجديد المشيمة على رقاقة.
يتركز الجهاز حول مادة هلامية خارج الخلية تحتوي على شبكة رطبة من ألياف الكولاجين القاسية التي تسمح للمواد الغذائية الجزيئية بالمرور. قام الباحثون بزراعة جانب واحد من الهلام بعينة من خلايا الأرومة الغاذية الموجودة على الطبقة الخارجية من المشيمة ، والتي تتفاعل مباشرة مع دم الأم. على الجانب الآخر ، قاموا بتطوير مزرعة للخلايا التي تبطن داخل الوريد السري البشري ، والتي تتفاعل مع دم الجنين.
تصحيح فشل تاريخي في صحة المرأة
تم استخدام هذا الجل بعد ذلك لفصل زوج من قنوات الموائع الدقيقة المتدفقة المشتركة - والتي تمثل دم الأم وجنينها. باستخدام هذا الإعداد المبسط ، أصاب دو وزملاؤه الدم في القناة المواجهة لخلايا الأرومة الغاذية بها المتصورة المنجلية ولاحظ كيف تلتصق خلايا الدم المصابة بالسطح باستخدام جزيء معين تعبر عنه خلايا المشيمة. بعد ذلك ، لاحظوا تناقصًا في نقل الجلوكوز عبر حاجز الهلام: إعادة إنتاج سمة رئيسية من الملاريا المشيمية.
تظهر هذه النتيجة الناجحة أن المشيمة على الرقاقة يمكن أن تصبح موردًا حيويًا لدراسة ملاريا المشيمة ، وربما حتى أنواع أخرى من الأمراض المرتبطة بالمشيمة. من خلال تقديم رؤية واضحة لكيفية انتشار المرض ، يأمل فريق دو في أن تؤدي أجهزتهم في النهاية إلى علاجات جديدة ، والتي قد تنقذ في النهاية آلاف الأرواح على مستوى العالم كل عام.
قام الباحثون بالإبلاغ عن نتائجهم في تقارير علمية.
