חוקרים בארה"ב פיתחו "שלייה-על-שבב" המחקה באופן הדוק את חילופי החומרים התזונתיים המולקולריים בין האם לעובר במהלך ההריון. שרה דו ועמיתים ב אוניברסיטת פלורידה אטלנטיק יצרו את המכשיר באמצעות זוג תעלות מיקרופלואידיות, מופרדות על ידי רשת מורכבת של סיבים hydrated התרבותיים בכל צד עם תאי שליה שונים. ההגדרה אפשרה לצוות ליצור מחדש שיבושים בחילופי חומרי הזנה שנגרמו על ידי מלריה שליה, ועשויה להיות צעד מפתח לקראת פיתוח טיפול למחלה.
השליה היא איבר המתפתח לצד עובר במהלך ההריון. הוא ממלא תפקיד חיוני בתיווך חילופי חומרים מזינים, חמצן ומוצרי פסולת בין האם לעוברה המתפתח. בין האיומים הדחופים ביותר לחילופי דברים אלה הוא מלריה שליה: מחלה הנגרמת על ידי אורגניזם טפילי חד-תאי בשם Plasmodium falciparum, אשר מדביק את תאי הדם האדומים של האם. על ידי שיבוש אספקת החומרים התזונתיים לעובר, מחלה זו עלולה לגרום לירידה חמורה במשקל לידה - ולגרום בסופו של דבר עד 200,000 מקרי מוות של יילודים, כמו גם 10,000 מקרי מוות של אימהות מדי שנה.
מבנה השליה מורכב להפליא: כולל מבנים רב-שכבתיים המורכבים מסוגים רבים ושונים של תאים, כמו גם כלי דם מסועפים בשם "עצים דליים" שבהם מתרחשים חילופים מולקולריים בין דם האם לעובר. מבנים אלה יכולים ללכוד תאי דם אדומים נגועים בטפיל, להגביל את זרימת החומרים המזינים בין האם לעובר.
מבנים מורכבים אלה מאתגרים במיוחד לשחזור באמצעות מודלים; אבל אילוצים אתיים גורמים גם לכך שלא ניתן פשוט לבדוק שליות נגועות במהלך ההריון. כתוצאה מכך, טיפולים למחלה זו הוכחו עד כה כקשים במיוחד לפיתוח. כדי להתמודד עם האתגר הזה, הצוות של דו פיתח את השליה החדשנית-על-שבב.
המכשיר מרוכז סביב ג'ל מטריקס חוץ-תאי המכיל רשת לחה של סיבי קולגן קשיחים המאפשרים מעבר לחומרי הזנה מולקולריים. החוקרים התרבו צד אחד של הג'ל עם דגימה של תאי הטרופובלסט שנמצאו בשכבה החיצונית של השליה, אשר מקיימים אינטראקציה ישירה עם הדם של האם. מהצד השני, הם פיתחו תרבית של התאים המצפים את פנים וריד הטבור האנושי, המקיימים אינטראקציה עם הדם של העובר.
תיקון כשל היסטורי בבריאות האישה
ג'ל זה שימש לאחר מכן להפרדת זוג תעלות מיקרו-נוזליות זורמות יחד - המייצגות את הדם של האם והעובר שלה. באמצעות הגדרה פשוטה זו, דו ועמיתיו הדביקו דם בתעלה הפונה לתאי הטרופובלסט עם Plasmodium falciparum וצפה כיצד תאי הדם הנגועים נצמדים אל פני השטח, באמצעות מולקולה ספציפית המתבטאת על ידי תאי השליה. לאחר מכן, הם הבחינו בהעברה מופחתת של גלוקוז על פני מחסום הג'ל: שחזור תכונה מרכזית של מלריה שליה.
תוצאה מוצלחת זו מראה שהשליה על שבב יכולה להפוך למשאב חיוני לחקר מלריה שליה, ואולי אפילו סוגים אחרים של מחלות הקשורות לשליה. על ידי מתן תצוגה ברורה של איך המחלה מתפתחת, הצוות של דו מקווה שהמכשיר שלהם יכול להוביל בסופו של דבר לטיפולים חדשים, שעשויים בסופו של דבר להציל אלפי חיים ברחבי העולם מדי שנה.
החוקרים מדווחים על ממצאיהם ב- דוחות מדעיים.
