La placenta es un órgano clave en el desarrollo que evoluciona durante el embarazo y regula el intercambio de nutrientes, oxígeno y desechos entre la sangre materna y el feto. Por tanto, el desarrollo de una placenta sana es clave para el correcto crecimiento del feto y para preservar la salud materna.
En un modelo pionero, Marta Cherubini, postdoc en el laboratorio liderado por Kristina Haase en el Laboratorio Europeo de Biología Molecular – Barcelona (EMBL Barcelona), ha sido capaz de producir, en un chip, una vasculatura fetal similar a la de las vellosidades coriónicas, las ramas terminales que contienen vasos fetales que interactúan con las células trofoblásticas, donde se produce el intercambio de sustancias con la sangre materna.
Un sistema multicelular, perfundible y reproducible
Para recrear la vasculatura fetal, cultivaron células endoteliales y estromales derivadas del cordón umbilical y explantes de placenta dentro de un dispositivo flexible. “Ahora podemos cultivar estos microvasos durante 21 días, pero esperamos aumentar este tiempo cultivándolos bajo un flujo continuo como existiría in vivo”, dice Cherubini. Una mejora que ha sido posible gracias a la principal experiencia del grupo: generar vasos perfundibles, algo fundamental para la viabilidad y el correcto desarrollo del órgano.
Además, este sistema in vitro 3D será más reproducible que un tejido explantado que se degrada rápidamente fuera del cuerpo. Y, al contrario de los modelos existentes desarrollados con células animales, imitará la fisiología de la placenta humana. Por lo tanto, llenarán el vacío de conocimiento actual proponiendo «un modelo relevante para que los investigadores y las compañías farmacéuticas estudien el desarrollo placentario y prueben si determinadas sustancias realmente atraviesan la barrera placentaria», señala Kristina Haase, líder del proyecto.
El sistema 3D in vitro desarrollado por el laboratorio será un modelo relevante para estudiar la función de barrera placentaria y probar qué sustancias atraviesan la placenta y cómo lo hacen.
Una gran ayuda para combatir las enfermedades de la placenta
La preeclampsia es una de las disfunciones placentarias más comunes. Su causa aún se desconoce, pero es concomitante con hipertensión e inflamación maternas. Para estudiar mejor la enfermedad, el laboratorio liderado por Haase ha establecido una colaboración con la Dra. Elena Carreras y el Dr. Manel Mendoza del Hospital Vall d’Hebron de Barcelona. Juntos, planean recolectar suero de mujeres embarazadas que padecen la enfermedad para ver su efecto en un sistema saludable, o células de placenta preeclámpsica para recrear los vasos afectados.
En ambos casos, los equipos científicos esperan comprender mejor los cambios en la barrera placentaria inducidos por la preeclampsia. Además, y gracias a su sistema de perfusión, planean probar medicamentos nuevos y existentes para disminuir los efectos de la enfermedad.
Además, también estudiarán el efecto de las glicoproteínas específicas del embarazo (PSGs), producidas por el trofoblasto, en la preeclampsia. Una de las proteínas PSG, la PSG1, está relacionada con la viabilidad y el desarrollo vascular y sus niveles disminuyen con la enfermedad. Para este estudio, colaborarán con la profesora Gabriela Dveksler de la Universidad de Ciencias de la Salud de los Servicios Uniformados de los Estados Unidos.
Un sistema con un futuro prometedor
Aunque todavía están perfeccionando la función de barrera del sistema para limitar el paso todas las sustancias de más de 1 kDa, Cherubini y Haase creen que esta placenta 3D en un chip tiene un futuro brillante. “Nuestro objetivo a largo plazo es utilizar este sistema para probar la toxicología de las sustancias que pasan de la sangre materna al feto. Y es que ahora mismo no existe un modelo relevante para que las empresas prueben si su fármaco realmente atraviesa o no la barrera placentaria”, afirma Haase.
Por eso creen que este dispositivo multicelular abrirá el camino para probar la compatibilidad de sustancias alimenticias, como la cafeína, o fármacos con un embarazo saludable. Teniendo en cuenta la importancia clave de las exposiciones fetales para la salud de niños y adultos, este sistema puede resultar de extrema relevancia práctica.
