Durante la gravidanza, la placenta svolge una serie di ruoli vitali per la salute e lo sviluppo del feto. Oltre alla produzione di ormoni e al trattamento dei nutrienti e dei rifiuti, agisce come una barriera protettiva in grado di difendere il feto da sostanze nocive provenienti dall’ambiente esterno. Tuttavia, nonostante la sua formidabile funzione, la barriera può essere superata da determinati farmaci. Cosa che rappresenta una potenziale minaccia per lo sviluppo fetale. Un team di ricercatori ha cercato di superare la sfida
Salute fetale: come proteggere la barriera placentare
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All’interno della placenta umana, i villi placentari, sono delle strutture essenziali per la salute fetale. La loro superficie è costituita da un tipo specifico di cellule chiamate sinciziotrofoblasti, noti anche come “cellule barriera”.
Queste svolgono un ruolo fondamentale nel proteggere il feto da sostanze nocive presenti nell’ambiente circostante, agendo come una barriera primaria contro agenti estranei.
Nonostante la sua efficacia, la barriera può essere superata da alcuni farmaci assunti dalle donne in gravidanza.
In questo contesto, si inserisce il lavoro dei ricercatori del Dipartimento di Ingegneria dei Sistemi Diagnostici e Terapeutici della Tokyo Medical and Dental University (TMDU) .
Il team ha innanzitutto creato un modello organoide in vitro dei villi placentari umani, utilizzando cellule staminali del trofoblasto.
Parliamo di un tipo di modello cellulare tridimensionale che può imitare in modo più efficace i dettagli strutturali e biologici di un organo.
Obiettivo? Cercare di superare le sfide esistenti e non solo…
Fornire una piattaforma di ricerca avanzata per approfondire la comprensione della barriera placentare e dei suoi meccanismi di difesa.
Un approccio multifase
Dopo aver testato tre tipi di terreno di coltura, i ricercatori hanno determinato le condizioni ottimali per supportare la formazione di organoidi sferici.
«Lo strato esterno dell’organoide conteneva un singolo strato di cellule chiamate sinciziotrofoblasti», spiega il dottor Hirokazu Kaji, autore senior. «Questo strato mostrava effettivamente la funzione di barriera che volevamo imitare con questo modello».
Il team ha poi lavorato per creare organoidi più piatti, utilizzando un contenitore cilindrico.
Come mai prorpio cilindrico?
La forma consente una valutazione agevole della traslocazione dei composti attraverso lo strato di barriera.
Per garantire l’affidabilità del modello, confermare l’integrità della barriera placentare e i livelli di maturazione degli organoidi, i ricercatori hanno adottato un approccio multifase.
Ed effettivamente, il metodo ha permesso loro di garantire la robustezza del sistema e di ottenere dati accurati e attendibili.
Attraverso un’analisi dettagliata, il team ha quindi dimostrato che il modello sviluppato poteva essere utilizzato per valutare la capacità dei diversi composti di attraversare la barriera placentare.
In particolare, sono stati esaminati dei coefficienti di permeabilità in grado di consentire una valutazione precisa delle proprietà di trasporto dei composti attraverso lo strato di barriera.
«L’utilizzo degli organoidi come modello della barriera placentare aiuterà gli scienziati a comprendere meglio la biologia generale della placenta e la potenziale tossicità dei farmaci».
Ad affermarlo il dott. Takeshi Hori, uno degli autpori dello studio . «Abbiamo anche progettato il nostro modello in modo tale che le cellule potessero essere facilmente coltivate e valutate mediante l’osservazione al microscopio».
Importanza dello studio per la salute materno-fetale
Il modello organoide basato su cellule staminali del trofoblasto (TS) sviluppato in questo studio rappresenta un notevole passo avanti nella ricerca sulla biologia della barriera placentare.
Non solo permette di esplorare i dettagli dello sviluppo dell’organo stesso, ma offre anche la possibilità di valutare le velocità di trasferimento e i livelli di tossicità di vari composti.
Guardando al futuro, si spera che il nuovo modello in vitro possa apportare significativi contributi alla ricerca sulla salute materno-fetale, consentendo la scoperta di nuovi approcci terapeutici e l’identificazione di potenziali rischi per la gravidanza.
Fonte
Modelli organoidi basati su cellule staminali del trofoblasto della barriera placentare umana, Nature Communications (2024)
Materiale fornito dall’Università di Medicina e Odontoiatria di Tokyo