美国的研究人员开发了一种“芯片上的胎盘”，可以密切模仿怀孕期间母亲和胎儿之间营养物质的分子交换。 莎拉·杜 和同事在 佛罗里达大西洋 使用一对微流体通道创建了该设备，由一个复杂的水合纤维网络隔开，每侧培养有不同的胎盘细胞。 该设置使该团队能够重现由胎盘疟疾引起的营养交换中断，并且可能是开发该疾病治疗方法的关键一步。
胎盘是在怀孕期间与胎儿一起发育的器官。 它在调节母亲和发育中的胎儿之间的营养、氧气和废物交换方面发挥着至关重要的作用。 对这种交换最紧迫的威胁之一是胎盘疟疾：一种由一种名为 恶性疟原虫，它会感染母亲的红细胞。 通过中断对胎儿的营养供应，这种疾病会导致出生体重严重下降——最终每年导致多达 200,000 名新生儿死亡，以及 10,000 名孕产妇死亡。
胎盘的结构错综复杂：具有由许多不同类型的细胞组成的多层结构，以及被称为“绒毛树”的分支血管，母体和胎儿血液之间发生分子交换。 这些结构可以捕获被寄生虫感染的红细胞，从而限制母婴之间的营养流动。
使用模型重现这些复杂的结构极具挑战性； 但伦理限制也意味着不能简单地在怀孕期间检查受感染的胎盘。 因此，迄今为止证明这种疾病的治疗方法特别难以开发。 为了应对这一挑战，杜的团队开发了新型胎盘芯片。
该装置以细胞外基质凝胶为中心，该凝胶含有坚韧的胶原纤维的水合网络，允许分子营养物质通过。 研究人员用胎盘外层的滋养层细胞样本培养凝胶的一侧，这些滋养层细胞直接与母亲的血液相互作用。 另一方面，他们开发了一种排列在人类脐静脉内部的细胞培养物，这些细胞与胎儿的血液相互作用。
纠正女性健康方面的历史性失败
然后使用这种凝胶分离一对共同流动的微流体通道——代表母亲和胎儿的血液。 使用这种简化的设置，Du 和他的同事在面向滋养层细胞的通道中感染了血液 恶性疟原虫 并使用胎盘细胞表达的特定分子观察受感染的血细胞如何粘附在表面上。 随后，他们观察到葡萄糖通过凝胶屏障的转移减少：再现了胎盘疟疾的一个关键特征。
这一成功的结果表明，芯片上的胎盘可以成为研究胎盘疟疾甚至其他类型的胎盘相关疾病的重要资源。 通过清晰地了解这种疾病是如何发展的，Du 的团队希望他们的设备最终能够带来新的治疗方法，从而最终每年在全球范围内挽救数千人的生命。
研究人员报告了他们的发现 Scientific Reports.
