La placenta és un òrgan clau en el desenvolupament que evoluciona durant l’embaràs i regula l’intercanvi de nutrients, oxigen i residus entre la sang materna i el fetus. Per tant, desenvolupar una placenta sana és clau per al correcte creixement del fetus i per preservar la salut materna.
En un model pioner, la Marta Cherubini, investigadora post-doctoral al laboratori de la Kristina Haase del Laboratori Europeu de Biologia Molecular – Barcelona (EMBL Barcelona), ha estat capaç de reproduir, en un xip, vasculatura fetal similar a la de les vellositats coriòniques – les branques terminals que contenen els vasos del fetus que interaccionen amb les cèl·lules trofoblàstiques, on es produeix l’intercanvi de substàncies amb la sang materna.
Un sistema multicel·lular, perfusible i reproduïble
Per recrear la vasculatura fetal, han cultivat cèl·lules endotelials i de l’estroma derivades del cordó umbilical així com explants de teixit placentari en un dispositiu flexible. “Ara com ara, podem cultivar aquests microvasos durant 21 dies, però esperem poder-los cultivar més temps quan apliquem un flux continu com passa in vivo”, diu Cherubini. Una millora possible gràcies a la tècnica que més dominen al laboratori: la generació de vasos perfusibles, que permetrà augmentar la viabilitat i el correcte desenvolupament de l’òrgan.
A més, aquest sistema 3D in vitro serà més reproduïble que un explant de teixit que es degrada ràpidament un cop és fora del cos. A més, al contrari dels models existents desenvolupats amb cèl·lules animals, aquest dispositiu imitarà la fisiologia de la placenta humana. Per tant, ompliran el buit de coneixement existent proposant “un model rellevant per a què el personal investigador i les companyies farmacèutiques estudiïn el desenvolupament placentari i puguin provar si les substàncies estudiades travessen la barrera placentària”, assenyala la Kristina Haase, líder del projecte.
El sistema 3D in vitro desenvolupat pel laboratori serà un model rellevant per estudiar la funció de barrera placentària i provar quines substàncies travessen la placenta i com ho fan.
Treball en equip per combatre les malalties de la placenta
La preeclàmpsia és una de les disfuncions placentàries més comuns. Malgrat que la seva causa és desconeguda, comporta quadres d’hipertensió i inflamació maternes.
Per estudiar millor la malaltia, el laboratori de la Kristina Haase ha establert una col·laboració amb la Dra. Elena Carreras i el Dr. Manel Mendoza de l’Hospital Vall d’Hebron de Barcelona. Tots junts, recol·lectaran sèrum de dones embarassades que pateixen la malaltia per veure si aquest té algun efecte sobre una placenta saludable; i també cultivaran cèl·lules de placentes preeclàmpsiques per intentar recrear els vasos afectats.
En ambdós casos, els científics esperen comprendre millor els canvis que ocorren en la barrera placentària induïts per la preeclàmpsia. I, gràcies al seu sistema de perfusió, es planegen provar medicaments nous o ja existents per disminuir els efectes de la malaltia.
A més, també estudiaran l’efecte de les glicoproteïnes específiques de l’embaràs (PSGs) produïdes pel trofoblast, durant la preeclàmpsia. Una de les proteïnes PSG, la PSG1, està relacionada amb la viabilitat i el desenvolupament vascular i es coneix que seus els nivells disminueixen amb la malaltia. Per realitzar aquest segon estudi, col·laboraran amb la professora Gabriela Dveksler de la Universitat de Ciències de la Salut dels Serveis Uniformats dels Estats Units.
Un sistema amb un futur prometedor
Tot i que encara estan perfeccionant la funció de barrera del sistema per limitar el pas de totes les substàncies més grans d’1 kDa, Cherubini i Haase creuen que aquesta placenta en un xip té un futur brillant. “El nostre objectiu a llarg termini és utilitzar aquest sistema per provar la toxicologia de les substàncies que passen de la sang materna al fetus. I és que ara mateix no hi ha un model rellevant perquè les empreses puguin provar si els seus fàrmacs travessa o no la barrera placentària”, afirma Haase.
Per això creuen que aquest dispositiu multicel·lular obrirà un nou camí per provar la compatibilitat de substàncies alimentàries, com la cafeïna, o d’alguns fàrmacs amb un embaràs saludable. Tenint en compte la importància clau de les exposicions fetals per a la salut de nens i adults, aquest sistema pot resultar de gran rellevància pràctica.
