Des chercheurs aux États-Unis ont mis au point un «placenta sur puce» qui imite étroitement l'échange moléculaire de nutriments entre la mère et le fœtus pendant la grossesse. Sarah Du et collègues de Florida Atlantic University a créé le dispositif en utilisant une paire de canaux microfluidiques, séparés par un réseau complexe de fibres hydratées cultivées de chaque côté avec différentes cellules placentaires. La configuration a permis à l'équipe de recréer les perturbations de l'échange de nutriments causées par le paludisme placentaire et pourrait être une étape clé vers le développement d'un traitement contre la maladie.
Le placenta est un organe qui se développe parallèlement au fœtus pendant la grossesse. Il joue un rôle vital dans la médiation de l'échange de nutriments, d'oxygène et de déchets entre une mère et son fœtus en développement. Parmi les menaces les plus pressantes à cet échange figure le paludisme placentaire : une maladie causée par un organisme parasite unicellulaire nommé Plasmodium falciparum, qui infecte les globules rouges de la mère. En perturbant l'approvisionnement en nutriments du fœtus, cette maladie peut entraîner une diminution importante du poids à la naissance, causant finalement jusqu'à 200,000 10,000 décès de nouveau-nés, ainsi que XNUMX XNUMX décès maternels chaque année.
La structure du placenta est extrêmement complexe : elle comprend des structures multicouches composées de nombreux types de cellules différents, ainsi que des vaisseaux sanguins ramifiés appelés "arbres villeux" où se déroulent les échanges moléculaires entre le sang maternel et fœtal. Ces structures peuvent piéger les globules rouges infectés par le parasite, limitant le flux de nutriments entre la mère et le fœtus.
Ces structures complexes sont exceptionnellement difficiles à reproduire à l'aide de modèles ; mais les contraintes éthiques signifient également que les placentas infectés ne peuvent pas simplement être examinés pendant la grossesse. De ce fait, les traitements de cette maladie s'avèrent jusqu'à présent particulièrement difficiles à mettre au point. Pour relever ce défi, l'équipe de Du a développé le nouveau placenta sur puce.
Le dispositif est centré autour d'un gel de matrice extracellulaire contenant un réseau hydraté de fibres de collagène résistantes qui permettent aux nutriments moléculaires de passer à travers. Les chercheurs ont cultivé un côté du gel avec un échantillon des cellules trophoblastiques trouvées sur la couche externe du placenta, qui interagissent directement avec le sang de la mère. De l'autre côté, ils ont développé une culture des cellules qui tapissent l'intérieur de la veine ombilicale humaine, qui interagissent avec le sang du fœtus.
Corriger un échec historique de la santé des femmes
Ce gel a ensuite été utilisé pour séparer une paire de canaux microfluidiques co-fluidiques - représentant le sang d'une mère et de son fœtus. En utilisant cette configuration simplifiée, Du et ses collègues ont infecté du sang dans le canal faisant face aux cellules trophoblastes avec Plasmodium falciparum et observé comment les cellules sanguines infectées adhéraient à la surface, en utilisant une molécule spécifique exprimée par les cellules placentaires. Par la suite, ils ont observé une diminution du transfert de glucose à travers la barrière du gel : reproduisant une caractéristique clé du paludisme placentaire.
Ce résultat réussi montre que le placenta sur puce pourrait devenir une ressource vitale pour l'étude du paludisme placentaire, et peut-être même d'autres types de maladies liées au placenta. En offrant une vision claire de l'évolution de la maladie, l'équipe de Du espère que leur appareil pourrait éventuellement conduire à de nouveaux traitements, qui pourraient finalement sauver des milliers de vies dans le monde chaque année.
Les chercheurs rapportent leurs résultats dans Rapports scientifiques.
