Pesquisadores nos EUA desenvolveram uma “placenta em um chip” que imita de perto a troca molecular de nutrientes entre mãe e feto durante a gravidez. Sarah Du e colegas de Universidade do Atlântico da Flórida criaram o dispositivo usando um par de canais microfluídicos, separados por uma intrincada rede de fibras hidratadas cultivadas em cada lado com diferentes células placentárias. A configuração permitiu que a equipe recriasse as interrupções na troca de nutrientes causadas pela malária placentária e pode ser um passo fundamental para o desenvolvimento de um tratamento para a doença.
A placenta é um órgão que se desenvolve ao lado de um feto durante a gravidez. Desempenha um papel vital na mediação da troca de nutrientes, oxigênio e produtos residuais entre a mãe e seu feto em desenvolvimento. Entre as ameaças mais prementes a essa troca está a malária placentária: uma doença causada por um organismo parasita unicelular chamado Plasmodium falciparum, que infecta os glóbulos vermelhos da mãe. Ao interromper o fornecimento de nutrientes ao feto, esta doença pode resultar em uma diminuição severa do peso ao nascer – causando até 200,000 mortes de recém-nascidos, bem como 10,000 mortes maternas a cada ano.
A estrutura da placenta é intrinsecamente complexa: com estruturas multicamadas compostas de muitos tipos diferentes de células, bem como vasos sanguíneos ramificados chamados “árvores vilosas”, onde ocorrem as trocas moleculares entre o sangue materno e fetal. Essas estruturas podem prender glóbulos vermelhos infectados por parasitas, restringindo o fluxo de nutrientes entre a mãe e o feto.
Essas estruturas complexas são excepcionalmente desafiadoras para reproduzir usando modelos; mas as restrições éticas também significam que as placentas infectadas não podem ser simplesmente examinadas durante a gravidez. Como resultado, os tratamentos para esta doença têm se mostrado particularmente difíceis de desenvolver. Para enfrentar esse desafio, a equipe de Du desenvolveu a nova placenta em um chip.
O dispositivo é centrado em torno de um gel de matriz extracelular contendo uma rede hidratada de fibras de colágeno resistentes que permitem a passagem de nutrientes moleculares. Os pesquisadores cultivaram um lado do gel com uma amostra das células trofoblásticas encontradas na camada externa da placenta, que interagem diretamente com o sangue da mãe. Por outro lado, eles desenvolveram uma cultura das células que revestem o interior da veia umbilical humana, que interagem com o sangue do feto.
Corrigindo uma falha histórica na saúde da mulher
Este gel foi então usado para separar um par de canais microfluídicos co-fluidos – representando o sangue de uma mãe e seu feto. Usando essa configuração simplificada, Du e colegas infectaram o sangue no canal voltado para as células trofoblásticas com Plasmodium falciparum e observaram como as células sanguíneas infectadas aderiram à superfície, usando uma molécula específica expressa pelas células placentárias. Posteriormente, eles observaram uma diminuição da transferência de glicose através da barreira do gel: reproduzindo uma característica chave da malária placentária.
Esse resultado bem-sucedido mostra que a placenta em um chip pode se tornar um recurso vital para estudar a malária placentária e possivelmente até outros tipos de doenças relacionadas à placenta. Ao oferecer uma visão clara de como a doença se desenvolve, a equipe de Du espera que seu dispositivo possa levar a novos tratamentos, que podem salvar milhares de vidas globalmente a cada ano.
Os pesquisadores relatam suas descobertas Relatórios Científicos.
