Ο πλακούντας είναι ένα μοναδικό όργανο που εμφανίζεται μόνο κατά τη διάρκεια της εγκυμοσύνης. Αναπτύσσεται με ρυθμούς που θυμίζουν όγκο, φτάνοντας στο μέγεθος ενός μικρού πιάτου φαγητού, και είναι απολύτως απαραίτητος για την ανάπτυξη κάθε εμβρύου. Ωστόσο, η επιστήμη εξακολουθεί να γνωρίζει ελάχιστα για τον τρόπο με τον οποίο δημιουργείται και λειτουργεί, ιδιαίτερα στα πρώτα στάδια της κύησης.
Η μελέτη του πλακούντα κατά τη διάρκεια της εγκυμοσύνης είναι εξαιρετικά δύσκολη, καθώς η λήψη δειγμάτων ενέχει κινδύνους μόλυνσης ή ακόμα και αποβολής. Επιπλέον, ο ιστός του πλακούντα μετά τον τοκετό διαφέρει ριζικά από αυτόν που υπάρχει στα πρώιμα στάδια της κύησης. Τα ζωικά μοντέλα δεν προσφέρουν ουσιαστική λύση, αφού οι πλακούντες των ζώων συχνά έχουν πολύ διαφορετικά χαρακτηριστικά από τον ανθρώπινο.
Μέσα σε αυτό το κενό γνώσης, μια διεθνής ομάδα ερευνητών παρουσίασε μια εντυπωσιακή καινοτομία: την πρώτη εκτύπωση μίνι-πλακούντων σε τρισδιάστατη μορφή. Η έρευνα, που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Nature Communications, φέρνει την επιστήμη πιο κοντά από ποτέ στην κατανόηση των μηχανισμών της εγκυμοσύνης και σε πιθανές θεραπείες για σοβαρές επιπλοκές, όπως η προεκλαμψία.
Η έννοια των οργανοειδών εμφανίστηκε το 2009, προσφέροντας στους επιστήμονες μικροσκοπικές εκδοχές ανθρώπινων οργάνων στο εργαστήριο. Χρησιμοποιώντας βλαστοκύτταρα τοποθετημένα σε ειδικά τζελ, ερευνητές κατάφεραν να δημιουργήσουν μικρά συστήματα που μιμούνται τη λειτουργία των ιστών.
Το 2018, δημιουργήθηκαν τα πρώτα οργανοειδή πλακούντα από τροφoβλάστες – κύτταρα που βρίσκονται αποκλειστικά στον πλακούντα. Παρότι αυτά τα μοντέλα επέτρεψαν σημαντικές ανακαλύψεις, η μέθοδος είχε περιορισμούς, κυρίως επειδή βασιζόταν σε τζελ ζωικής προέλευσης, που δεν μπορούσαν να τροποποιηθούν για να προσομοιώσουν με ακρίβεια το ανθρώπινο περιβάλλον ανάπτυξης.
Η τρισδιάστατη βιοεκτύπωση έρχεται να αλλάξει τα δεδομένα. Οι ερευνητές συνδύασαν τροφoβλάστες με ένα συνθετικό, πλήρως ελεγχόμενο τζελ και τους εκτύπωσαν σε σταγόνες πάνω σε καλλιεργητικά πιάτα, με τεχνική που θυμίζει εκτυπωτή μελάνης. Οι εκτυπωμένοι μίνι-πλακούντες αποδείχθηκαν πιο κοντά στον πραγματικό ανθρώπινο ιστό από κάθε προηγούμενη προσπάθεια.
Οι επιστήμονες διαπίστωσαν ότι οι βιοεκτυπωμένοι οργανοειδείς πλακούντες παρουσίασαν διαφορετική ανάπτυξη σε σχέση με εκείνους που είχαν δημιουργηθεί με παραδοσιακές μεθόδους. Ο αριθμός και ο τύπος των κυττάρων που σχηματίστηκαν ποίκιλλαν, γεγονός που αποδεικνύει πως το περιβάλλον καλλιέργειας παίζει καθοριστικό ρόλο στην ωρίμανση των κυττάρων.
Με αυτά τα μοντέλα, οι ερευνητές μπορούν πλέον να μελετήσουν κρίσιμες διαδικασίες της εγκυμοσύνης με μεγαλύτερη ακρίβεια. Για παράδειγμα, εξέθεσαν τους μίνι-πλακούντες σε ένα ανοσολογικό σήμα που παρατηρείται σε υψηλά επίπεδα στις γυναίκες με προεκλαμψία, ώστε να εξετάσουν πώς επηρεάζεται η ανάπτυξη των κυττάρων και να δοκιμάσουν πιθανές θεραπείες.
Η προεκλαμψία αποτελεί μία από τις πιο επικίνδυνες επιπλοκές, επηρεάζοντας το 5–8% των κυήσεων παγκοσμίως. Συνδέεται με υψηλή αρτηριακή πίεση και βλάβες σε ζωτικά όργανα, ενώ μπορεί να οδηγήσει σε πρόωρο τοκετό ή ακόμη και σε θάνατο της μητέρας και του βρέφους. Μέχρι σήμερα, η μόνη «θεραπεία» είναι ο τοκετός, γεγονός που δείχνει το μέγεθος του προβλήματος.
Οι βιοεκτυπωμένοι πλακούντες δεν περιορίζονται μόνο στη μελέτη της προεκλαμψίας. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη δοκιμή νέων φαρμάκων, την κατανόηση λοιμώξεων που επηρεάζουν την κύηση, ακόμη και για την αξιολόγηση της ασφάλειας ουσιών σε πρώιμα στάδια εγκυμοσύνης. Η δυνατότητα να γίνονται πειράματα χωρίς τη χρήση ζώων αποτελεί ακόμη ένα σημαντικό πλεονέκτημα, καθώς περιορίζει τόσο την ηθική όσο και την επιστημονική εξάρτηση από ζωικά μοντέλα.
Επιπλέον, η τεχνολογία CRISPR θα μπορούσε να αξιοποιηθεί σε αυτά τα μίνι-μοντέλα για τη μελέτη συγκεκριμένων γονιδίων και του ρόλου τους στην ανάπτυξη του πλακούντα. Έτσι, οι επιστήμονες θα μπορέσουν να εντοπίσουν κρίσιμους παράγοντες που επηρεάζουν την κύηση, ανοίγοντας τον δρόμο για πιο στοχευμένες θεραπείες.
Το 2023, οι επιπλοκές της εγκυμοσύνης οδήγησαν σε περισσότερους από 260.000 θανάτους μητέρων και σε εκατομμύρια απώλειες βρεφών παγκοσμίως. Κάθε πρόοδος που επιτρέπει την κατανόηση και την πρόληψη αυτών των καταστάσεων έχει τεράστια σημασία για τη δημόσια υγεία.
[via]
