Επιστήμονες στην Αυστραλία ανέπτυξαν μια καινοτόμο μέθοδο για τη μελέτη των επιπλοκών της εγκυμοσύνης. Σε πρόσφατη έρευνα που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Nature Communications, ερευνητές από το Τεχνολογικό Πανεπιστήμιο του Σίδνεϊ (UTS) παρουσίασαν τους πρώτους τρισδιάστατα εκτυπωμένους μίνι-πλακούντες. Τα νέα αυτά «οργανοειδή πλακούντα» αποτελούν σημαντική πρόοδο σε σχέση με προηγούμενες μεθόδους, παρέχοντας στους επιστήμονες μοναδικά εργαλεία για την κατανόηση της εγκυμοσύνης και τη διερεύνηση επιπλοκών όπως η προεκλαμψία.
Ο πλακούντας είναι ένα μοναδικό όργανο που υπάρχει μόνο κατά την εγκυμοσύνη και αναπτύσσεται με ταχύτητα παρόμοια με όγκου, φτάνοντας σε μέγεθος αυτό ενός μικρού πιάτου φαγητού. Είναι απαραίτητος για την ανάπτυξη κάθε μωρού, ωστόσο οι επιστήμονες δεν γνωρίζουν κρίσιμες λεπτομέρειες για το πώς ακριβώς εξελίσσεται. Η μελέτη του πλακούντα κατά την εγκυμοσύνη είναι δύσκολη, καθώς η λήψη δειγμάτων ενέχει τον κίνδυνο μόλυνσης ή αποβολής. Επιπλέον, ο ιστός του πλακούντα μετά τον τοκετό διαφέρει σημαντικά από την πρώιμη μορφή του. Οι πλακούντες των ζώων συχνά διαφέρουν από τους ανθρώπινους, επομένως η μελέτη τους έχει περιορισμένη χρησιμότητα.
Μικροσκοπικά όργανα στο εργαστήριο
Τα οργανοειδή περιγράφηκαν για πρώτη φορά το 2009 και αποτέλεσαν επανάσταση στην ιατρική έρευνα. Έκτοτε, οι επιστήμονες έχουν αναπτύξει οργανοειδή από πολλά ανθρώπινα όργανα, ξεκινώντας από βλαστοκύτταρα που τοποθετούνται σε γέλη – σαν χρωματιστές «νιφάδες» μέσα σε ζελέ. Η γέλη μιμείται τον ιστό που στηρίζει τα κύτταρα και τους επιτρέπει να σχηματίσουν συσσωματώματα καθώς αναπτύσσονται και διαιρούνται.
Το 2018 ερευνητές καλλιέργησαν για πρώτη φορά οργανοειδή πλακούντα από τροφοβλάστες – έναν τύπο κυττάρου που βρίσκεται αποκλειστικά στον πλακούντα. Οι ερευνητές τα χρησιμοποιούν για να αποκαλύψουν κρυφές διεργασίες της πρώιμης εγκυμοσύνης, αναπαράγοντάς τες σε τρυβλίο. Ωστόσο, η περισσότερη έρευνα βασίζεται σε γέλες ζωικής προέλευσης, οι οποίες δεν μπορούν να τροποποιηθούν ώστε να αντικατοπτρίζουν το πραγματικό περιβάλλον του πανθρώπινου λακούντα.
Οι επιστήμονες του UTS συνδύασαν τροφοβλάστες από πλακούντα με μια συνθετική, ελεγχόμενη γέλη και τους εκτύπωσαν σε τρυβλίο καλλιέργειας με απόλυτη ακρίβεια, χρησιμοποιώντας μια τεχνική παρόμοια με τον τρόπο λειτουργίας ενός εκτυπωτή inkjet.
Τα οργανοειδή που ανέπτυξαν στη βιοεκτυπωμένη γέλη εξελίχθηκαν διαφορετικά σε σχέση με αυτά της ζωικής γέλης, σχηματίζοντας διαφορετικούς τύπους κυττάρων. Αυτό ανέδειξε πως το περιβάλλον καλλιέργειας μπορεί να καθορίζει τον τρόπο ωρίμανσης.
Αυτά τα οργανοειδή έμοιαζαν πολύ με τον ανθρώπινο ιστό του πλακούντα, παρέχοντας ένα ακριβές μοντέλο των πρώιμων σταδίων του. Επιπλέον, οι ερευνητές κατάφεραν να διαμορφώσουν τον τρόπο που οργανώνονταν τα κύτταρα, αφαιρώντας τα από τη γέλη και αφήνοντάς τα να επιπλέουν στο θρεπτικό τους υγρό.
Γιατί είναι τόσο σημαντικό να κατανοήσουμε πώς λειτουργεί ο πλακούντας
Το 2023, οι επιπλοκές στην εγκυμοσύνη προκάλεσαν πάνω από 260.000 θανάτους μητέρων και εκατομμύρια απώλειες βρεφών παγκοσμίως. Μία σοβαρή επιπλοκή που συνδέεται με δυσλειτουργία του πλακούντα είναι η προεκλαμψία, η οποία επηρεάζει το 5–8% των κυήσεων. Προκαλεί υπέρταση και μπορεί να βλάψει όργανα, συχνά χωρίς προειδοποίηση.
Η προεκλαμψία μπορεί να οδηγήσει σε πρόωρο τοκετό και σοβαρούς κινδύνους για μητέρα και παιδί. Αυξάνει επίσης τον μακροπρόθεσμο κίνδυνο της μητέρας για καρδιακή νόσο, διαβήτη και νεφρική ανεπάρκεια. Σήμερα, δεν υπάρχει θεραπεία πέραν του τοκετού, επειδή ακόμη δεν γνωρίζουμε πλήρως τι την προκαλεί.
Παράγοντες κινδύνου όπως φυλή, ηλικία, παχυσαρκία, προϋπάρχουσα υπέρταση, διαβήτης, αυτοάνοσα νοσήματα και υποβοηθούμενη αναπαραγωγή μπορούν να εντοπίσουν ποιες γυναίκες είναι πιο πιθανό να αναπτύξουν προεκλαμψία. Κάποιες φορές, η λήψη χαμηλής δόσης ασπιρίνης από νωρίς στην κύηση μπορεί να βοηθήσει, αλλά δεν υπάρχει ακόμη αποτελεσματική πρόληψη για όλες τις περιπτώσεις.
Πώς μπορούν να βοηθήσουν οι βελτιωμένοι μίνι-πλακούντες
Τα βιοεκτυπωμένα οργανοειδή μπορούν να χρησιμοποιηθούν για βαθύτερη κατανόηση της εγκυμοσύνης, αξιοποιώντας τεχνολογίες όπως το CRISPR για γονιδιακές τροποποιήσεις και εντοπισμό βασικών παραγόντων της διαδικασίας. Μπορούν επίσης να βοηθήσουν στη μελέτη λοιμώξεων και στη δοκιμή φαρμάκων για την ασφάλεια και την αποτελεσματικότητά τους σε μεγάλη κλίμακα.
Η βιοεκτύπωση βελτιώνει την ακρίβεια και μειώνει την ανάγκη χρήσης ζώων στην επιστημονική έρευνα – τόσο για την προμήθεια υλικών όσο και για τις δοκιμές φαρμάκων. Παρότι η έρευνα σε ζώα εξακολουθεί να είναι απαραίτητη σε ορισμένα στάδια, αυτό είναι ένα σημαντικό βήμα προς μια έρευνα χωρίς ζώα.
ΠΗΓΗ: The Conversation
