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Medizin

„Placenta-on-a-chip“ soll Schwangerschafts­erkrankungen erforschen

Freitag, 19. Juni 2015

Detroit –  US-amerikanische und koreanische Forscher haben ein „Micro-Device“ entwickelt, mit dem die Funktion der menschlichen Plazenta auf kleinstem Raum untersucht werden kann. Laut ihrem Bericht im Journal of Maternal-Fetal & Neonatal Medicine (2015; doi: 10.3109/14767058.2015.1038518) hat die „Placenta-on-a-chip“ einen ersten Test bestanden.

Die Bedeutung der Plazenta kann kaum überschätzt werden. Das temporäre Organ, das nach der Schwangerschaft abgestoßen wird, ist die Hauptschnittstelle zwischen Mutter und Fetus. Sie ist dabei nicht nur das Versorgungsorgan für Nährstoffe und Sauerstoff. Ihre plazentare Barriere schützt den Feten auch vor Krankheitserregern und Schad­stoffen. Die Plazenta kann jedoch zum Ausgangspunkt von Krankheiten wie der EPH-Gestose (und in selten Fällen auch zum Ursprung eines Krebswachstums) werden, die Gesundheit und Leben von Mutter und Kind gefährden.

Bislang gab es kaum Möglichkeiten, die Funktion der Plazenta zu untersuchen. Am Menschen wäre dies während der Schwangerschaft zu riskant, und die Ergebnisse tierexperimenteller Studien sind nicht immer auf den Menschen übertragbar. Roberto Romero von der Wayne State University in Detroit hat deshalb mit Bioingenieuren aus den USA und Südkorea einen „Chip“ entwickelt, der kaum größer ist als ein Würfel und bequem mit Zeigefinger und Daumen gehalten werden kann.

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Der Chip hat zwei Zu- und Abflüsse: einmal für mütterliches und einmal für fetales Blut. Die Kapillaren münden im Inneren des Chips in zwei kleine Kammern, die nur durch eine Membran und zwei Zellschichten voneinander getrennt sind. Die Membran ahmt die Basalmembran der Plazenta nach. Auf der fetalen Seite ist die Membran mit einer Schicht Endothelzellen besetzt, die aus Nabelschnurgefäßen stammen. Die mütterliche Seite bedeckt eine Schicht aus menschlichen Trophoblast-Zellen, die aus einer menschlichen Plazenta gewonnen wurden.

Ob die „Placenta-on-a-chip“ wirklich alle Aspekte der Plazenta-Barriere simulieren kann, ist noch unklar. Der Stoffaustausch an der Schnittstelle zwischen Mutter und Fetus beruht nicht nur auf einer aktiven oder passiven Diffusion. Auch eine Endo- und Exozy­tose, bei der Substanzen in Membranvesikel verpackt durch die Zellen transportiert werden, spielen eine Rolle.

Den ersten Test hat die „Placenta-on-a-chip“ nach Einschätzung der Forscher bestanden. Glukose wurde laut Romero im gleichen Ausmaß wie in der menschlichen Plazenta vom mütterlichen in den fetalen Kreislauf transferiert. Die Studie wurde vom US-National Institute of Child Health and Human Development (NICHD) im Rahmen des „Human Placenta Project“ gefördert.

© rme/aerzteblatt.de

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