Modelli con cellule staminali rivelano le fasi più precoci della placenta umana
Ricercatori della Columbia University creano organoidi tridimensionali per osservare come il corion umano si autoassembla
Ricercatori della Columbia University hanno sviluppato modelli tridimensionali di cellule staminali che ricreano la formazione strutturale iniziale della placenta umana. Descritta in un articolo pubblicato su Nature Cell Biology, questa invenzione biologica consente agli scienziati di osservare come le cellule embrionali si organizzano al di fuori dell'utero. La piattaforma offre una nuova via per esaminare perché l'impianto precoce fallisce e come emergono le complicanze della gravidanza.
Silenziare i segnali Hippo per innescare il tessuto placentare
A pochi giorni dalla fecondazione, un embrione umano compie la sua prima scelta di sviluppo. Le cellule sul bordo esterno acquisiscono un'identità extraembrionale che indica loro di creare il corion, la prima base strutturale della placenta. Poiché l'impianto avviene all'interno dell'utero e differisce profondamente dallo sviluppo nei topi, indagare queste fasi precoci ha rappresentato una sfida di lunga data.
Per ricreare il processo in vitro, un team di ricerca guidato da Mijo Simunovic, professore assistente alla Columbia University, si è concentrato sulla via di segnalazione Hippo. Nota per regolare la percezione delle forze meccaniche e la crescita cellulare, questa via biochimica dirige anche la prima specializzazione dell'embrione. Secondo quanto riportato da MedicalXpress, i ricercatori hanno brevemente riportato le cellule staminali pluripotenti umane a uno stato naive di potenza, per poi somministrare segnali chimici che hanno soppresso l'attività di Hippo per attivare il programma placentare.
«Ciò che è notevole è che non dobbiamo dire a ogni cellula cosa diventare o dove andare.»
— Mijo Simunovic, professore assistente, Columbia University
Tre settimane per formare organoidi stratificati
Una volta che i segnali chimici hanno avviato la sequenza placentare, le cellule hanno guidato da sole l'assemblaggio del proprio tessuto. Nell'arco di tre settimane, le colture cellulari 3D hanno prodotto i principali tipi cellulari presenti nel corion umano.
Senza interventi manuali continui, le cellule si sono organizzate in strati corionici e hanno generato spazi pieni di liquido che imitano le lacune placentari. In una gravidanza in evoluzione, queste cavità compaiono durante l'impianto nell'utero e successivamente si collegano ai vasi sanguigni materni. L'organizzazione autonoma conferma che le cellule extraembrionali precoci conservano le istruzioni strutturali necessarie a costruire l'architettura placentare.
Indagare i disturbi della gravidanza e le strade terapeutiche
Alterazioni strutturali durante lo sviluppo precoce della placenta possono portare a perdita della gravidanza e a condizioni come preeclampsia e restrizione della crescita fetale, entrambe cause di mortalità materna e neonatale. Sebbene lo studio guidato da Miaoci Zhang non elenchi una domanda di brevetto associata, l'innovazione di laboratorio offre agli scienziati un sistema sperimentale specificamente adattato al tessuto umano.
Simunovic e i suoi colleghi utilizzeranno il sistema di organoidi 3D per valutare come le forze fisiche e i segnali biochimici governano l'assemblaggio della placenta. Esperimenti futuri modelleranno anche le interazioni tra strutture fetali e tessuto materno per sostenere la diagnostica della fertilità e i trattamenti clinici.
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Tradotto automaticamente dall’originale inglese. Leggi l’originale
