ABD'deki araştırmacılar, hamilelik sırasında anne ve fetüs arasındaki moleküler besin alışverişini yakından taklit eden bir "çip üzerinde plasenta" geliştirdiler. Sarah Du ve meslektaşları Florida Atlantik Üniversitesi Cihazı, her iki tarafında farklı plasental hücrelerle kültürlenmiş karmaşık bir hidratlı lif ağıyla ayrılmış bir çift mikroakışkan kanalı kullanarak yarattı. Kurulum, ekibin plasental sıtmanın neden olduğu besin alışverişinde bozulmaları yeniden oluşturmasını sağladı ve hastalık için bir tedavi geliştirmeye yönelik önemli bir adım olabilir.
Plasenta, hamilelik sırasında fetüsün yanında gelişen bir organdır. Anne ve gelişmekte olan fetüsü arasındaki besin, oksijen ve atık ürünlerin değişimine aracılık etmede hayati bir rol oynar. Bu değişime yönelik en acil tehditlerden biri, plasental sıtmadır: adı verilen parazitik, tek hücreli bir organizmanın neden olduğu bir hastalık. Plasmodium falciparum, annenin kırmızı kan hücrelerini enfekte eder. Fetüse besin tedarikini bozan bu hastalık, doğum ağırlığının ciddi şekilde azalmasına neden olabilir ve sonuçta her yıl 200,000'e kadar yenidoğan ölümüne ve 10,000 anne ölümüne neden olabilir.
Plasentanın yapısı karmaşık bir şekilde karmaşıktır: birçok farklı hücre türünden oluşan çok katmanlı yapıların yanı sıra maternal ve fetal kan arasındaki moleküler alışverişlerin gerçekleştiği “villus ağaçları” adı verilen dallanmış kan damarlarını içerir. Bu yapılar parazit bulaşmış kırmızı kan hücrelerini yakalayabilir ve anne ile fetüs arasındaki besin akışını kısıtlayabilir.
Bu karmaşık yapıların, modeller kullanılarak yeniden üretilmesi son derece zordur; ancak etik kısıtlamalar, enfekte plasentaların hamilelik sırasında basitçe incelenemeyeceği anlamına da gelir. Sonuç olarak, şimdiye kadar bu hastalığa yönelik tedavilerin geliştirilmesinin özellikle zor olduğu kanıtlanmıştır. Bu zorluğun üstesinden gelmek için Du'nun ekibi yeni bir çip üzerinde plasentayı geliştirdi.
Cihaz, moleküler besinlerin geçmesine izin veren hidratlı bir sert kollajen lifleri ağı içeren hücre dışı bir matris jeli etrafında merkezlenmiştir. Araştırmacılar, plasentanın dış tabakasında bulunan ve doğrudan annenin kanıyla etkileşime giren trofoblast hücrelerinin bir örneği ile jelin bir tarafını kültürlediler. Öte yandan, insan göbek damarının içini kaplayan ve fetüsün kanıyla etkileşime giren hücrelerden oluşan bir kültür geliştirdiler.
Kadın sağlığında tarihsel bir başarısızlığı düzeltmek
Bu jel daha sonra, bir annenin ve fetüsünün kanını temsil eden, birlikte akan bir çift mikroakışkan kanalı ayırmak için kullanıldı. Bu basitleştirilmiş kurulumu kullanarak, Du ve meslektaşları, trofoblast hücrelerine bakan kanaldaki kanı enfekte etti. Plasmodium falciparum ve enfekte kan hücrelerinin plasenta hücreleri tarafından ifade edilen spesifik bir molekülü kullanarak yüzeye nasıl yapıştığını gözlemlediler. Daha sonra, jel bariyeri boyunca azalan bir glikoz transferini gözlemlediler: plasental sıtmanın temel bir özelliğinin yeniden üretilmesi.
Bu başarılı sonuç, bir çip üzerinde plasentanın, plasenta sıtmasını ve hatta muhtemelen plasentayla ilgili diğer hastalık türlerini incelemek için hayati bir kaynak olabileceğini göstermektedir. Du'nun ekibi, hastalığın nasıl ortaya çıktığına dair net bir görüş sunarak, cihazlarının nihayetinde her yıl dünya çapında binlerce hayat kurtarabilecek yeni tedavilere yol açabileceğini umuyor.
Araştırmacılar bulgularını rapor ettiler. Bilimsel Raporlar.
