Wydrukowali łożysko w 3D. Nigdy wcześniej się to nie udało
Łożysko to wyjątkowy przejściowy organ występujący u ssaków łożyskowych, który tworzy się z kosmówki i błony śluzowej macicy. I chociaż jest niezbędny do prawidłowego rozwoju każdego dziecka, brakuje nam wielu kluczowych informacji o jego wczesnym rozwoju.
Wynika to choćby z faktu, że badanie łożyska w czasie ciąży jest trudne - pobieranie próbek wiąże się z ryzykiem infekcji lub wywołania poronienia. Po porodzie z kolei tkanka łożyskowa znacząco różni się od swojej wczesnej formy, a łożyska zwierzęce zbyt bardzo różnią się od ludzkich, by badania na nich dawały pełny obraz. W najnowszych badaniach opublikowanych w Nature Communications naukowcy opisują jednak pierwsze drukowane w 3D mini-łożyska, zwane organoidami łożyskowymi.
Sztuczne mini-łożyska drukowane w 3D
To ogromny postęp w stosunku do wcześniejszych metod i nowy sposób badania wczesnej ciąży oraz powikłań typu preeklampsja (groźne powikłanie ciąży, pojawiające się zazwyczaj po 20. tygodniu, charakteryzujące się nagłym wzrostem ciśnienia krwi i pojawieniem się białka w moczu). Organoidy powstają z komórek macierzystych osadzonych w żelu, który imituje środowisko tkankowe i pozwala komórkom na wzrost i tworzenie struktur przypominających prawdziwe tkanki.
Warto przypomnieć, że pierwsze organoidy łożyskowe uzyskano w 2018 roku z komórek trofoblastu, czyli typu komórek obecnych wyłącznie w łożysku. Naukowcy podkreślają jednak, że tradycyjne metody wykorzystują żele pochodzenia zwierzęcego, które trudno modyfikować i które nie odzwierciedlają dynamicznego środowiska rozwijającego się łożyska. Poza tym ręczne wieszanie komórek w żelu jest też czasochłonne i utrudnia uzyskanie dużej liczby organoidów.
Jak działa drukowanie 3D łożysk
Tu z pomocą przychodzi bioprinting, czyli technologia 3D, która wykorzystuje żywe komórki i materiały kompatybilne z życiem do tworzenia trójwymiarowych struktur. Naukowcy połączyli komórki trofoblastu z syntetycznym kontrolowanym żelem i wydrukowali je w precyzyjnych kroplach.
Tak powstałe organoidy rozwijały się inaczej niż te hodowane w żelach zwierzęcych, tworząc różną liczbę podtypów komórek. To pokazało, że środowisko hodowli ma kluczowy wpływ na dojrzewanie organoidów. Jednocześnie komórki organizowały się bardzo podobnie do ludzkiej tkanki łożyskowej, co daje naukowcom dokładny model wczesnego łożyska.
A dlaczego badanie łożyska jest tak ważne? W 2023 roku powikłania ciążowe doprowadziły do ponad 260 tys. zgonów matek i milionów śmierci niemowląt. Organoidy łożyskowe pozwalają naukowcom bezpiecznie badać ich przyczyny i testować nowe leki bez ryzyka dla kobiet i ich potomstwa.
