Investigadores de la Universidad de Pittsburgh y el Instituto de Investigación Magee-Womens MWRI han ideado un modelo basado en células de la placenta humana que podría ayudar a explicar cómo los patógenos que causan defectos de nacimiento, como el virus Zika, se cruzan de madre a hijo por nacer.Los hallazgos se publicaron hoy en Avances científicos .
La placenta es un órgano complejo y poco entendido que ancla al feto en desarrollo al útero, nutre al bebé y proporciona una barrera para la propagación de microorganismos de una madre infectada al feto, explicó la investigadora principal Carolyn Coyne, Ph.D.., profesor asociado de microbiología y genética molecular en la Facultad de Medicina de Pitt y miembro del MWRI.
"La placenta humana es única y diferente a la de muchos otros mamíferos placentarios", dijo. "Con nuestro nuevo modelo en el kit de herramientas de investigación, nosotros y otros científicos esperamos avanzar en nuestro conocimiento de la placenta, examinar su función yaprenda cómo puede prevenir que la mayoría de las infecciones maternas, pero no todas, causen problemas al bebé.
Los investigadores actualmente pueden obtener y estudiar líneas celulares placentarias, pero tales células no se fusionan espontáneamente para formar la estructura característica del órgano humano. Algunos científicos estudian células, llamadas trofoblastos humanos primarios, que están aisladas de las placentas obtenidas después del parto, pero taleslas células no se dividen, pueden ser más difíciles de obtener y son más difíciles de manipular genéticamente para aprender sobre las vías bioquímicas que tienen un papel en la función placentaria, dijo el Dr. Coyne.
El equipo del Dr. Coyne tomó un enfoque diferente: Cultivaron una línea celular de trofoblasto placentario humano en un sistema de biorreactor de microgravedad desarrollado por la NASA. Los trofoblastos junto con las células de los vasos sanguíneos se agregaron a pequeñas cuentas de dextrano que luego se hicieron girar en un recipiente llenocon fluido de cultivo celular, creando tensión de corte y fuerzas de rotación para imitar mejor el ambiente en la interfaz materno-fetal que los sistemas estáticos de cultivo celular.
Como resultado, las células se fusionaron para formar sincitiotrofoblastos y, por lo tanto, se parecen más a las células primarias que recubren la capa más externa de la estructura arbórea o vellosa del tejido placentario humano. A continuación, los investigadores probaron las propiedades funcionales de su modeloexponiéndolo a un virus y a Toxoplasma gondii , un parásito que se encuentra en las heces de los gatos y que puede provocar una infección fetal, causando aborto espontáneo, enfermedad congénita y / o discapacidad más adelante en la vida.
"Descubrimos que los sincitiotrofoblastos formados en nuestro sistema recapitularon las propiedades de barrera de las células naturales y resistieron la infección por un virus modelo y tres cepas genéticamente diferentes de Toxoplasma", dijo el co-investigador Jon P. Boyle, Ph.D.., profesor asociado de ciencias biológicas en Pitt. "Con este modelo, podemos experimentar con diferentes factores biológicos para ver qué podría permitir que un agente infeccioso atraviese la barrera placentaria del feto".
Entender la placenta podría algún día conducir a formas de prevenir el daño fetal de las llamadas infecciones TORCH: toxoplasmosis, rubéola, citomegalovirus, herpes y VIH, agregó.
Los investigadores están comenzando a usar su modelo para evaluar si el virus del Zika y otros patógenos asociados con la enfermedad congénita pueden infectar las células placentarias y / o cruzar la barrera placentaria.
Los miembros del equipo de investigación incluyen Cameron McConkey, BS, Elizabeth Delorme-Axford, Ph.D., y Yoel Sadovsky, MD, todos de la Universidad de Pittsburgh; Cheryl A. Nickerson, Ph.D., de la Universidad Estatal de Arizona; yKwang Sik Kim, MD, de la Universidad Johns Hopkins.
El proyecto fue financiado por los Institutos Nacionales de Salud subvenciones AI081759 y HD075665 y el Fondo Burroughs Wellcome.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Escuelas de Ciencias de la Salud de la Universidad de Pittsburgh . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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