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Schwangerschaftserkrankungen: Neuentwickelte „Placenta-on-a-chip“ soll helfen

Die Plazenta ist ein temporäres Organ, jenes nach der Schwangerschaft abgestoßen wird. Sie dient als Hauptschnittstelle zwischen Mutter und Fetus, zugleich funktioniert sie als Versorgungsorgan für Nährstoffe und Sauerstoff. Vor Krankheitserregern und Schadstoffen wird der Fetus durch die plazentare Barriere geschützt, allerdings kann die Plazenta auch das Leben und die Gesundheit, sowohl der Mutter als auch des Kindes gefährden, in dem diese als Ausgangspunkt von Krankheiten wie EPH-Gestose dient oder zum Ursprung eines Krebswachstuns werden könnte

Die Plazenta ist ein temporäres Organ, jenes nach der Schwangerschaft abgestoßen wird. Sie dient als Hauptschnittstelle zwischen Mutter und Fetus, zugleich funktioniert sie als Versorgungsorgan für Nährstoffe und Sauerstoff. Vor Krankheitserregern und Schadstoffen wird der Fetus durch die plazentare Barriere geschützt, allerdings kann die Plazenta auch das Leben und die Gesundheit, sowohl der Mutter als auch des Kindes gefährden, in dem diese als Ausgangspunkt von Krankheiten wie EPH-Gestose dient oder zum Ursprung eines Krebswachstuns werden könnte

Der Forscher Roberto Romero von der Wayne State University in Detroit entwickelte mit Bioingenieuren aus den USA und Südkorea ein „Micro-Device“, dieser soll die Funktion der menschlichen Plazenta auf kleinstem Raum untersuchen, bisher war dies nicht möglich. Laut Forschern wäre eine Plazentauntersuchung während einer Schwangerschaft zu riskant und von tierexperimentellen Studien sind die Ergebnisse nicht immer auf den Menschen übertragbar.

Mit dem Zeigefinger und dem Daumen lässt sich der „Micro-Device“ oder „Chip“ bequem halten und ist kaum größer als ein Würfel. Zudem besitzt dieser zwei Zu- und Abflüsse, jene sind einmal für das mütterliche Blut und zum anderen für das fetale Blut. Die Kapillaren münden in zwei kleinen Kammern, diese werden durch eine Membran und zwei Zellschichten voneinander getrennt, all dies geschieht im inneren des Chips. Zugleich ahmt die Membran, die in der befindlichen Plazenta Basalmembran nach, somit ist die fetale Seite der Membran mit einer Schicht, aus den Nabelschnurgefäßstammenden Endothelzellen besetzt. Aus menschlicher Plazenta werden Trophoblast-Zellen gewonnen, diese bedecken die mütterliche Seite der Membran. Dennoch ist unklar, ob alle Aspekte der Plazenta-Barriere durch die „Placenta-on-a-chip“ simuliert werden kann. An der Schnittstelle zwischen Mutter und Fetus, beruht der Stoffaustausch nicht nur auf einer aktiven oder passiven Diffusion. Bei einer Endo- und Exozytose spielt es eine Rolle, ob die im Membranvesikel verpackten Substanzen durch die Zellen transportiert werden.

Nach Einschätzung der Forscher und des Journal of Maternal-Fetal & Neonatal Medicine hat die “Placenta-on-a-chip” den ersten Test bestanden, denn laut Romero wurde im gleichen Ausmaß Glukose vom mütterlichen in den fetalen Kreislauf transferiert, sowie in der menschlichen Plazenta.

Im Rahmen des „Human Placenta Project“ wurde die Studie vom US-National Institute of Child Health and Human Development (NICHD) gefördert.