Gyles Lewis
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Sie können der wachsenden Liste winziger, vereinfachter Körperteile, die Wissenschaftler in einem Labor gezüchtet haben, einen weiteren Miniorgan hinzufügen. Diesmal sind es Miniplacentas.
Die kleinen Plazenten wurden kürzlich in einem Labor aus Zellen gezüchtet und sind der Realität bemerkenswert ähnlich. Tatsächlich ähneln sie der Plazenta so genau, dass die Miniorgans laut einer neuen Studie als Ersatz für Studien zum Plazenta-Verhalten in den ersten Schwangerschaftswochen verwendet werden können.
Genau wie eine normale Plazenta weisen die 3D-Miniplacentas differenzierte Plazentazelltypen (mit anderen Worten eine Vielzahl von Zellen) und Organstrukturen auf. Sie sezernieren sogar Hormone, die nur in der Plazenta vorkommen und in einem rezeptfreien Schwangerschaftstest ein positives Ergebnis erzielen können, stellten die Wissenschaftler fest.
Und indem Forscher diese Miniaturorgane - auch als Organoide bekannt - zum ersten Mal im Labor züchten und untersuchen, können sie ein genaueres Bild davon entwickeln, wie sich Plazenta bilden. Sie können auch Störungen besser verstehen, die im ersten Trimester auftreten und die Entwicklung des Fötus beeinflussen oder sogar zu Fehlgeburten führen, und sie können laut der Studie herausfinden, wie bestimmte Medikamente die Gesundheit der Plazenta beeinflussen können. [11 im Labor gewachsene Körperteile]
Die Plazentazellforschung erstreckt sich über Jahrzehnte, aber noch nie zuvor konnten Wissenschaftler Organoide züchten, die die Plazenta so genau replizieren, sagte die leitende Studienautorin Margherita Yayoi Turco, eine wissenschaftliche Mitarbeiterin des Zentrums für Trophoblastenforschung an der Universität von Cambridge in England.
"Das Einzigartige an diesem System ist, dass wir noch nie ein Modell hatten, um die Bildung der menschlichen Plazenta in einer Schale zu untersuchen", sagte Turco in einer E-Mail.
Ein Teil dessen, was das Studium der menschlichen Plazenta so schwierig macht, ist, dass es sich von Plazenta bei anderen Tieren unterscheidet - sogar bei eng verwandten Primaten. Und es unterscheidet sich sehr von einer Mausplazenta, dem von Forschern am häufigsten verwendeten Tiermodell, fügte sie hinzu.
Spezialisierte Zellen
Im Gegensatz zu den anderen Organen des menschlichen Körpers beginnen Plazentas erst zu wachsen, nachdem ein Ei bei einem geschlechtsreifen Erwachsenen befruchtet wurde. Sobald sich dieser befruchtete Zellcluster in die Uteruswand einbettet, beginnen sich nach Angaben der National Institutes of Health (NIH) Fötus und Plazenta gemeinsam zu entwickeln..
Eine Plazenta besteht aus vielen Arten spezialisierter Zellen. Bestimmte Zellen, sogenannte Trophoblasten, sind jedoch für Schlüsselfunktionen von entscheidender Bedeutung, z. B. die Verankerung der Plazenta an der Uteruswand, die Bildung einer Schutzbarriere, die Übertragung von Sauerstoff und Nährstoffen auf den Embryo und die Sekretion von Hormonen in den Embryo Mutters Körper. Aus diesem Grund züchteten die Forscher ihre Organoide ausschließlich aus Trophoblastenzellen, sagte Turco.
Für die Studie sammelten die Wissenschaftler Zellen aus der Plazenta von Frauen in ihrem ersten Schwangerschaftstrimester - etwa sechs bis neun Wochen - und kultivierten die Zellen dann auf Gerüsten im Labor. Nach 10 bis 14 Tagen wuchsen die Zellen zu 3D-Organoiden. Und die winzigen Organe waren robust - ein Jahr später waren drei Miniplacentas noch gesund und wuchsen, berichteten die Autoren der Studie.
Am wichtigsten ist, dass die Miniaturplazenta enge Modelle normaler Plazentas in Menschengröße waren. Sie entwickelten die Verzweigungsstrukturen der Plazenta und sezernierten spezielle Plazentahormone, darunter das humane Choriongonadotropin (hCG) -Hormon, das durch Schwangerschaftstests nachgewiesen wird.
Die Miniaturorganmodelle könnten Wissenschaftlern helfen, besser zu verstehen, wie Infektionserreger mit Plazentas interagieren, sagte Turco. Zum Beispiel kann das Zika-Virus die Plazenta passieren, um Zellen im fetalen Gehirn zu beeinflussen. Dengue-Fieber - ein Virus aus derselben Familie wie Zika - stoppt jedoch an der Plazentaschranke und infiziert den Fötus nicht.
"Wir können untersuchen, wie der Trophoblast ein Hindernis für die meisten Infektionen darstellt und nur einige durchlässt", sagte Turco.
Die Ergebnisse wurden heute (28. November) online in der Zeitschrift Nature veröffentlicht.
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