Исследователи смогли вырастить из клеток человеческой плаценты трехмерный плацентоподобный органоид, который, как и настоящая плацента, состоит из нескольких клеточных слоев, и даже продуцирует гормоны. По словам авторов публикации в Nature, «плацента в пробирке» поможет детально изучить в лаборатории сигнальное взаимодействие между организмом женщины и эмбрионом, а также сосредоточиться в изучении нарушений развития плода и патологиях, связанных с беременностью.
Многие аномалии развития плода, а также состояния типа преэклампсии (токсикоза, сопровождаемого аномальным повышением давления) у беременных женщин развиваются в результате нарушения функционирования плаценты. Этот орган формируется в результате врастания зародышевых оболочек эмбриона (трофобласта) в стенку матки и обеспечивает питание, дыхание плода и его защиту от иммунитета матери. Кроме того, плацента вырабатывает гормоны, необходимые как для поддержания физиологического статуса беременности, так и для подготовки к кормлению будущего ребенка. Изучение патологий, связанных с плацентой, до сих пор было затруднено ввиду отсутствия адекватных моделей.
Исследователи из Университета Кембриджа под руководством Эшли Моффет (Ashley Moffett) вырастили на гелевой матрице генетически стабильный трехмерный органоид (трофобласт), который имитирует функции плаценты в первый триместр беременности. Ученые показали, что такой миниорган способен существовать в лаборатории в течение длительного времени (до года), и его можно «размножать» путем пересева клеток на новую матрицу.
В качестве исходного материала для выращивания «плаценты в пробирке» исследователи взяли донорский материал — клетки плаценты нескольких женщин, которые заселили в специальный матрикс. Кроме того, ученым пришлось перебрать множество вариантов ростовой среды, пока они смогли подобрать нужную комбинацию гормонов и ростовых факторов, обеспечивающую деление и дифференциацию клеток на матриксе.
Как показал анализ полученного в итоге органоида, он сформировал на матрице настоящий ворсинчатый трофобласт, с двумя основными популяциями клеток — клетками экстраворсинчатого слоя, которые взаимодействуют с эндометрием матки и материнскими артериями, и клетками синцитиотрофобласта, которые отвечают за обмен веществ и продукцию гормонов. Миниорган также оказался способен к продукции гормонов — в частности, он синтезировал хорионический гонадотропин, детекция которого в моче лежит в основе работы экспресс-тестов на беременность. Чтобы подтвердить продукцию гормона, авторы работы даже проанализировали при помощи такого теста ростовую среду миниплаценты — тест показал положительный результат.
Ранее ученые выяснили, что на молекулярном уровне выводковая сумка самцов морских коньков, которые вместо самок вынашивают мальков,
по функциям плаценту.