Российские ученые создали более совершенную клеточную модель плаценты, которая лучше соответствует естественному строению органа, чем существующие аналоги. Медики добились этого благодаря размещению между традиционными для таких систем клеточными слоями прослойки с макрофагами, которые играют важную роль во время беременности и отвечают за то, чтобы плод не отторгался организмом матери. Разработка предназначена для поиска новых методов лечения осложнений и создания лекарственных препаратов. Клинические исследования с участием реальных пациенток представляют серьезную проблему, так как противоречат медицинской этике, отметили эксперты. Изобретение может заметно упростить и ускорить этот процесс, полагают они.
Специалисты Российского университета дружбы народов имени Патриса Лумумбы вместе с коллегами из НМИЦ Акушерства, гинекологии и перинатологии имени В.И. Кулакова, Национального исследовательского университета «Высшая школа экономики» и Сколтеха разработали реалистичную модель «плаценты на чипе», которая точнее отражает особенности органа, чем существующие аналоги. Между традиционными для таких разработок слоями синцитиотрофобласта (выполняет функцию всасывания питательных веществ из крови матери) и эндотелия ученые разместили прослойку коллагенового геля с макрофагами, что больше соответствует структуре естественной плаценты.
— Макрофаги тоже часть плаценты, очень важная часть, которая, по нашим данным, даже определяет некоторые патологии. Но макрофагов нет в существующих моделях. В реальности у ворсины плаценты есть несколько слоев — это синцитиотрофобласт, который покрывает ее, а внутри — клетки эндотелия. Посередине между ними строма, а в ней как раз макрофаги. До нас этот клеточный компонент вообще никто не обсуждал и не использовал, хотя он необходим, — сказала доцент кафедры гистологии, цитологии и эмбриологии медицинского института РУДН Полина Вишнякова.
Как пояснила исследователь, плацента — это временный орган. Когда оплодотворенная клетка начинает делиться, то образуются два компонента: эмбриобласт, из которого развивается сам эмбрион, а вокруг — трофобласт, из которого развивается плацента и внедряется в матку. Его функция — питание и обмен питательными веществами. Плод не может дышать сам, поэтому транспорт кислорода происходит как раз в плаценте. Она омывается кровью матери и через трансплацентарный барьер происходит обмен кислородом и углекислым газом с плодом.
При этом макрофаги локализованы в организме повсеместно. Это клетки врожденного иммунитета, которые есть в любом органе. Они отвечают за фагоцитоз — поглощение патогенных веществ и бактерий. Макрофаги поедают умершие, вирус-зараженные и могут съедать опухолевые клетки. В плаценте у них важнейшая функция — поддерживать нормальный иммуннотолерантный фон, чтобы ребенок не отторгался организмом матери.
— Нашу разработку можно использовать для моделирования и поиска способов лечения больших акушерских синдромов, например преэклампсии. Это очень серьезное заболевание, поражающее до 7% всех беременностей. Оно проявляется как повышенное артериальное давление и белок в моче у матери после 20-й недели беременности. Пациентка фактически может умереть, если ее не родоразрешить, например кесаревым сечением. Когда плаценту вынимают, женщине сразу становится легче и вся симптоматика уходит, — сказала Полина Вишнякова.
По словам специалиста, беременные — это особая группа пациентов, на которой очень сложно проводить клинические исследования лекарств. Поэтому часто с этой целью используют мышей, но их физиология сильно отличается от человеческой. С помощью предложенной учеными модели можно рассчитать общий трансплацентарный транспорт веществ, то есть какое количество препарата попадает из крови матери в кровь ребенка через плаценту. Например, сейчас исследователи проводят эксперименты, чтобы выяснить, в каких концентрациях туда проникает никотин.
Как отметила заведующая эмбриологической лабораторией центра репродукции «Линия жизни», эмбриолог Татьяна Трошина, на подобных моделях можно изучать, как идет развитие человека на ранних стадиях и тестировать новые лекарства. Плацента — сложная структура, состоящая из клеток материнского и эмбрионального происхождения, нарушение формирования и функций плаценты может привести к задержке внутриутробного развития и гибели эмбриона, поэтому разработка технологии «плацента на чипе» представляется исключительно важной.
— Действительно, макрофаги играют важную роль во всем организме, в том числе и в плаценте. Давно известно, что они поедают некоторые клетки, но около 10 лет назад был открыт еще один вид макрофагов, которые активны в момент восстановления тканей от воспаления. Скорее всего, они и осуществляют контроль, чтобы плод не отторгался организмом матери. Сейчас открывают все новые их функции, в том числе и во время беременности, — сказал старший научный сотрудник Института иммунологии и физиологии Уральского отделения РАН Михаил Болков.
Предложенное учеными решение очень прогрессивно с точки зрения развития науки, и в частности биомедицины, считает врач акушер-гинеколог Центра репродуктивного здоровья «СМ-Клиника» Дарья Казакова. Во всем мире существует огромная проблема с проведением клинического этапа испытаний на беременных женщинах, так как практически всегда это противоречит медицинской этике и является попросту невозможным.
— Тем не менее на данный момент вызывает сомнение утверждение, что мы можем полностью заменить этап клинических исследований, используя предложенную технологию. Моделирование ситуации в условиях лаборатории, даже используя самые современные технологии, не равно протеканию тех же процессов в живом организме. И именно поэтому клинический этап испытаний всегда проводится на людях, причем группа испытуемых должна подбираться особым образом, и при этом учитывается огромное количество факторов. А вот что касается доклинического этапа испытаний, я думаю, это действительно прогресс, который скоро войдет в нашу жизнь, — сказала она.
При проведении доклинического этапа можно сравнить данные, полученные при испытаниях на лабораторных животных, с данными, полученными при использовании «плаценты на чипе». И если при этом сравнении статистически значимых отличий не получим, можно действительно удешевить, сократить по времени и сделать более гуманным данный этап, резюмировала специалист.
