Понедельник, 4 марта, 2024
ДомойБиологияСтражи утробы: органоиды трофобласта, заново изобретающие безопасность плода

Стражи утробы: органоиды трофобласта, заново изобретающие безопасность плода

- Advertisement -

Исследователи создали органоидную модель плацентарного барьера на основе стволовых клеток, предлагая новый инструмент для изучения функции плаценты и токсичности лекарств, что потенциально повышает безопасность плода при разработке лекарств.

Исследователи из Токийского медицинского и стоматологического университета (TMDU) преодолевают научные препятствия и разрабатывают модель для оценки биологии плацентарного барьера человека.

Во время беременности плацента человека играет множество важных ролей, включая выработку гормонов и переработку питательных веществ и отходов. Он также служит барьером для защиты развивающегося плода от внешних токсических веществ. Однако некоторые лекарства все же могут нарушить плацентарный барьер. В недавней статье, опубликованной в Природные коммуникациигруппа под руководством исследователей из Токийского медицинского и стоматологического университета (TMDU) разработала органоидную модель плацентарного барьера на основе стволовых клеток трофобласта (TS) для поддержки дальнейших биологических исследований.

Достижения в моделировании плаценты

Ворсинки плаценты человека помогают сформировать барьер и окружены слоем клеток, называемых трофобластами. Поскольку структурная природа ворсинок имеет решающее значение для ее функции, клеточные линии и другие методы, используемые для воспроизведения физиологии плаценты в лабораторных экспериментах, оказались неадекватными. Первичные плацентарные клетки также трудно поддерживать в культуре. Поэтому группа TMDU стремилась разработать эффективную in vitro модель ворсинок плаценты с использованием TS-клеток.

В плаценте человека имеются плацентарные ворсинки, поверхность ворсинок состоит из синцитиотрофобластов, также называемых барьерными клетками, которые служат основным барьером против чужеродных веществ. Однако некоторые лекарства, принимаемые беременными женщинами, могут проникать через плацентарный барьер и оказывать нежелательное воздействие на плод. Фото: Кафедра диагностических и терапевтических систем TMDU.

«Клетки TS обладают способностью дифференцироваться во все виды плацентарных клеток, включая плаценту человека», — говорит доктор Такеши Хори, ведущий автор исследования. «Однако было сложно создать модель барьера с использованием TS-клеток».

Разработка и тестирование модели органоида

Прежде всего, команда затем создала органоиды трофобласта — тип трехмерной модели клетки, которая может более эффективно имитировать структурные и биологические детали органа. После тестирования трех типов питательной среды они определили оптимальные условия для поддержания образования сферических органоидов.

«Внешний слой органоида содержал один слой клеток, называемых синцитиотрофобластами», — объясняет доктор Хирокадзу Кадзи, старший автор. «Этот слой эффективно отображал барьерную функцию, которую мы стремились имитировать с помощью этой модели».

Плацентарные органоиды, полученные из плацентарных стволовых клеток человека (слева), вид спереди модели плацентарного барьера (в центре) и вид сбоку модели барьера (справа, красные клетки в верхней части слоев обозначают барьерные клетки) . Фото: Кафедра диагностических и терапевтических систем TMDU.

Основываясь на условиях культивирования сферических органоидов, исследователи создали более плоские органоиды с контейнером столбчатого типа, чтобы легко оценить перемещение соединений через барьерный слой. Исследователи использовали различные методы, чтобы подтвердить целостность барьера и уровни созревания плоских органоидов, а также обеспечить надежность системы. Их анализ также показал, что модель можно использовать для оценки того, насколько хорошо различные соединения могут преодолевать барьер, в частности, путем изучения коэффициентов проницаемости.

Значение для разработки лекарств и плацентарной биологии

«Использование органоидов в качестве модели плацентарного барьера поможет ученым лучше понять общую биологию плаценты и потенциальную токсичность лекарств», — говорит доктор Хори. «Мы также разработали нашу модель таким образом, чтобы клетки можно было легко культивировать и оценивать с помощью микроскопического наблюдения».

Органоидная модель на основе TS-клеток, созданная в этом исследовании, эффективно решает многие трудности, которые ранее препятствовали лабораторным оценкам физиологии плаценты. Это будет полезный инструмент не только для выяснения деталей развития этого органа, но и для оценки скорости переноса и уровня токсичности различных соединений. Это будет иметь решающее значение в процессе разработки лекарств, чтобы избежать повреждения плаценты или плода.

Ссылка: «Органоидные модели плацентарного барьера человека на основе стволовых клеток трофобласта», авторы Такеши Хори, Хироаки Окаэ, Шун Сибата, Норио Кобаяши, Эри Х. Кобаяши, Акира Оике, Асато Секия, Такахиро Арима и Хирокадзу Кадзи, 8 февраля 2024 г., Природные коммуникации.
DOI: 10.1038/s41467-024-45279-y

Исходная ссылка

- Advertisement -

Популярное по теме