Het bijzondere membraan dat in een placenta zit tussen moeder en ongeboren kind laat zich lastig bestuderen. Daarom hebben onderzoekers van de Technische Universität Wien (Oostenrijk) een model gebouwd van de placenta. Op een chip bouwden ze het membraan na met behulp van een zelf ontwikkelde 3D-printmethode.
De placenta is een wonderbaarlijk onderdeel in het lichaam van de zwangere vrouw. Het scheidt de bloedsomloop van het kindje van die van de moeder. Tegelijk gaan via de placenta wel voedingsstoffen, zuurstof, antilichamen en hormonen van de moeder naar het embryo; afvalstoffen gaan dezelfde weg terug. Schadelijke stoffen worden zoveel mogelijk tegengehouden.
Wetenschappers begrijpen nog lang niet helemaal hoe het membraan in de placenta precies werkt, dus ze zouden er graag meer onderzoek naar doen. Het is alleen knap ingewikkeld om dat bij zwangere vrouwen te doen. Daarom besloten onderzoekers van de TU Wien om het membraan van de placenta na te maken.
Modelsysteem
Van een hydrogel bouwden ze op een microfluïdische chip (zie de foto boven dit artikel) de vorm van het membraan na. Hierop konden losse placentacellen zich vervolgens innestelen. Dit levert een modelsysteem op - aan de ene kant de moeder, aan de andere kant de foetus (zie figuur hieronder).
Daarmee gaan de Oostenrijkse wetenschappers onderzoek doen naar de invloed die een ziekte bij de moeder, bijvoorbeeld diabetes, kan hebben op de ongeboren vrucht. Ook in geval van hoge bloeddruk bij de moeder gaan er allerlei stoffen door het membraan heen, waar de foetus last van kan hebben. En ten slotte zijn de wetenschappers benieuwd hoe het transport van glucose van moeder naar kind precies gaat.
Gemonitord
Het voordeel van een dergelijke chip is dat allerlei grootheden gemonitord kunnen worden: druk, temperatuur, voedingsstoffen en het toedienen van medicijnen. De eerste proeven met de nieuwe membraanchip laten zien dat die op vergelijkbare wijze functioneert als in een echte placenta. Kleine moleculen worden doorgelaten en grotere tegengehouden.
De Oostenrijkers gebruikten een speciaal ontwikkelde techniek voor 3D-printen om het membraan te maken. Een smalle laserbundel beschijnt de hydrogel, waardoor die heel plaatselijk hard wordt. Zo zijn fijne driedimensionale structuurtjes te maken met details van ongeveer 1 micron.
‘Gebaseerd op de vorm van de echte placenta, maken we met deze techniek een oppervlak met vele kleine uitstulpingen (zie foto rechts). Als de placentacellen dit oppervlak koloniseren, ontstaat een barrière die vergelijkbaar is met in de echte placenta’, vertelt hoogleraar Aleksandr Ovsianikov van de TU Wien in een persbericht van de universiteit.
Waarschijnlijk is de membraanchip veel breder voor onderzoek inzetbaar. ‘Het transport van stoffen door membranen speelt een belangrijke rol in de biologie’, zegt Ovsianikov. ‘Denk aan de bloed-hersenbarrière en de opname van voedingsstoffen in de maag.’
Illustraties en foto's TU Wien
Nieuwsbrief
Vond je dit een interessant artikel, abonneer je dan gratis op onze wekelijkse nieuwsbrief.