Дослідники в США розробили «плаценту на чіпі», яка точно імітує молекулярний обмін поживними речовинами між матір’ю та плодом під час вагітності. Сара Ду та колеги по ст Атлантичний університет Флориди створив пристрій, використовуючи пару мікрофлюїдних каналів, розділених складною мережею гідратованих волокон, культивованих з кожного боку різними клітинами плаценти. Ця установка дозволила команді відтворити порушення обміну поживними речовинами, спричинені плацентарною малярією, і може стати ключовим кроком до розробки лікування цієї хвороби.
Плацента - це орган, який розвивається разом з плодом під час вагітності. Він відіграє важливу роль в обміні поживних речовин, кисню та продуктів життєдіяльності між матір’ю та її плодом, що розвивається. Серед найгостріших загроз цьому обміну є плацентарна малярія: хвороба, спричинена паразитичним одноклітинним організмом під назвою Plasmodium тропічної, який інфікує еритроцити матері. Порушуючи надходження поживних речовин до плода, ця хвороба може призвести до значного зниження ваги при народженні, що зрештою спричиняє до 200,000 10,000 смертей новонароджених, а також XNUMX XNUMX смертей матерів щороку.
Структура плаценти надзвичайно складна: вона містить багатошарові структури, що складаються з багатьох різних типів клітин, а також розгалужених кровоносних судин, які називаються «ворсинчатими деревами», де відбувається молекулярний обмін між кров’ю матері та плоду. Ці структури можуть затримувати заражені паразитами еритроцити, обмежуючи потік поживних речовин між матір’ю та плодом.
Ці складні структури надзвичайно складно відтворити за допомогою моделей; але етичні обмеження також означають, що інфіковані плаценти не можна просто досліджувати під час вагітності. Як наслідок, лікування цієї хвороби наразі виявилося особливо складним. Щоб вирішити цю проблему, команда Ду розробила нову плаценту на чіпі.
Пристрій зосереджено навколо гелю позаклітинної матриці, що містить зволожену мережу міцних колагенових волокон, які пропускають молекулярні поживні речовини. Дослідники культивували одну сторону гелю зі зразком клітин трофобласта, знайдених на зовнішньому шарі плаценти, які безпосередньо взаємодіють з кров’ю матері. З іншого боку, вони розробили культуру клітин, що вистилають внутрішню частину пупкової вени людини, які взаємодіють з кров’ю плоду.
Виправлення історичного збою в жіночому здоров'ї
Потім цей гель використовувався для розділення пари мікрофлюїдних каналів, що збігаються, що представляє кров матері та її плоду. Використовуючи цю спрощену установку, Ду та його колеги інфікували кров у каналі, спрямованому до клітин трофобласта, Plasmodium тропічної і спостерігав, як заражені клітини крові прилипають до поверхні, використовуючи специфічну молекулу, що експресується клітинами плаценти. Згодом вони спостерігали зменшення передачі глюкози через гелевий бар’єр: відтворення ключової ознаки плацентарної малярії.
Цей успішний результат показує, що плацента на чіпі може стати життєво важливим ресурсом для вивчення плацентарної малярії та, можливо, навіть інших типів захворювань, пов’язаних з плацентою. Пропонуючи чітке уявлення про те, як розгортається хвороба, команда Ду сподівається, що їхній пристрій може згодом призвести до нових методів лікування, які зрештою можуть рятувати тисячі життів у всьому світі щороку.
Дослідники повідомляють про свої висновки у Наукові доповіді.
