3D miniatiūrinės placentos biologiškai mokslininkai pateikė naują būdą, kaip ištirti nėštumo komplikacijas, o tyrimams, kuriems vadovavo Sidnėjaus technologijos universitetas (UTS).
Nėštumo komplikacijos sukelia daugiau nei 260 000 motinų mirčių ir milijonų kūdikių mirčių visame pasaulyje. Viena rimta nėštumo, susijusio su placentos disfunkcija, būklė yra preeklampsija, kuri serga 5–8% nėštumų.
Tyrimas, kuriam vadovavo docentė Lana McClements ir pirmoji autorė dr. Claire Richards iš UTS gyvybės mokslų mokyklos, ką tik buvo paskelbtas žurnale Gamtos ryšiai.
„Gauti pirmojo trimestro placentos audinį nėra praktiškas ar saugus, todėl ankstyvas nėštumas yra sudėtingas studijuoti. Iki to laiko, kai gimsta kūdikis, placenta pasikeitė tiek, kad nebeatspindi to, kas buvo ankstyvo nėštumo metu”, – sakė dr. McClements.
„Rimtos nėštumo komplikacijos, tokios kaip preeklampsija, išlieka viena didžiausių medicinos paslapčių, daugiausia dėl to, kad dabartiniai gyvūnų ir ląstelių modeliai negali tiksliai atkartoti žmogaus placentos“, – sakė ji.
Miniatiūriniai organai, žinomi kaip „organoidai“, suteikė medicininių tyrimų proveržį, kai jie pirmą kartą buvo aprašyti 2009 m. Nuo to laiko mokslininkai išaugino organoidus iš įvairių žmonių organų, imdami kamienines ląsteles ir įdėdami jas į gelį.
Šis gelis imituoja audinį, kuriame yra palaikomos ląstelės, ir leidžia joms formuoti grupes augant ir dalijant. 2018 m. Iš trofoblastų buvo išauginti pirmieji placentos organoidai (arba „mini placentos“) – ląstelių rūšis, randama tik placentoje.
„Bioprinting“ yra 3D spausdinimo technologijos rūšis, kuri naudoja gyvas ląsteles ir ląsteles palankias medžiagas, kad sukurtų 3D struktūras. Tyrėjai sumaišė trofoblastų ląsteles su sintetiniu, kontroliuojamu geliu ir 3D, išspausdino jas į kultūrinį patiekalą tiksliais lašeliais, panašiai kaip rašalo „Jet Office“ spausdintuvas.
„Mūsų spausdintos ląstelės išaugo į placentos organoidus ir mes jas palyginome su organoidais, pagamintais tradiciniais rankiniais metodais“, – sakė dr. Richards.
„Organoidai, kuriuos mes auginome biologiniu būdu, vystėsi skirtingai nei tie, kurie auginami gyvūnų gautu geliu, ir sudarė skirtingą skaičių trofoblastų pogrupių. Tai pabrėžė, kad aplinkos organoidai auginami, gali kontroliuoti, kaip jie subręsta.
„Mes parodėme, kad šie organoidai buvo labai panašūs į žmogaus placentos audinį, pateikdami tikslų ankstyvosios placentos modelį. Tai reiškia, kad galime pradėti sujungti nėštumo komplikacijų galvosūkį ir saugiai išbandyti naujus vaistus.
„Pavyzdžiui, mes padengėme savo bioprogramų organoidus į uždegiminę molekulę, esančią aukštoje moterų, sergančių preeklampsija, kiekį, tada išbandėme galimą gydymą, kad pamatytume, kaip organoidai augo ir reagavo.
„Tobulėjant šiuos modelius, mes arčiau ateities, kur nėštumo komplikacijas galima numatyti, išvengti ir išvengti, kol jiems kyla pavojus gyvybei.”