Исследователи из Кембриджского университета, Института Wellcome Sanger, Института биомедицинских исследований имени Фридриха Мишера (FMI), Швейцария, Европейского института биоинформатики EMBL (EMBL-EBI) и других сотрудничающих организаций создали подробную картину того, как плацента развивается и взаимодействует с маткой.

Исследование, опубликованное сегодня в журнале Nature, является частью инициативы Human Cell Atlas по созданию карты каждого типа клеток в человеческом организме. Оно дает информацию и позволяет разработать экспериментальные модели человеческой плаценты.

"Впервые мы смогли составить полную картину того, как развивается плацента, и подробно описать клетки, участвующие в каждом из важнейших этапов. Этот новый уровень понимания может помочь нам улучшить лабораторные модели для дальнейшего изучения нарушений беременности, которые являются причиной заболеваний и смерти во всем мире", - сказала Анна Арутюнян, соавтор первого исследования из Кембриджского университета и Института Wellcome Sanger.

Плацента - это временный орган, созданный плодом, который обеспечивает жизненно важные функции, такие как питание плода, кислородный и газовый обмен, а также защищает от инфекций. Формирование и встраивание плаценты в матку, известное как плацентация, имеет решающее значение для успешной беременности.

Понимание нормальной и нарушенной плацентации на молекулярном уровне может помочь ответить на вопросы о малоизученных нарушениях, включая выкидыш, мертворождение и преэклампсию. В Великобритании легкая преэклампсия поражает до шести процентов беременностей. Тяжелые случаи встречаются реже, примерно в одном-двух процентах беременностей.

Многие процессы, происходящие во время беременности, до конца не изучены, несмотря на то, что нарушения беременности вызывают заболевания и смерть во всем мире. Отчасти это связано с тем, что процесс плацентации трудно изучать на людях, и хотя исследования на животных полезны, они имеют свои ограничения из-за физиологических различий.

Во время своего развития плацента образует древовидные структуры, которые прикрепляются к матке, а внешний слой клеток, называемый трофобластом, мигрирует через стенку матки, трансформируя материнские кровеносные сосуды для создания линии снабжения кислородом и питательными веществами.

В новом исследовании ученые, основываясь на результатах предыдущей работы по изучению ранних стадий беременности, смогли запечатлеть процесс развития плаценты в беспрецедентных подробностях. Передовые геномные методы позволили им увидеть все типы клеток, участвующих в процессе, и то, как клетки трофобласта взаимодействуют с окружающей их материнско-маточной средой.

Команда раскрыла полную траекторию развития трофобласта, предположив, что может пойти не так при заболевании, и описав участие множества популяций клеток, таких как материнские иммунные и сосудистые клетки.

"Это исследование уникально, поскольку удалось использовать редкие исторические образцы, которые охватывают все стадии плацентации, происходящие глубоко внутри матки. Мы рады, что создали этот клеточный атлас с открытым доступом, чтобы научное сообщество могло использовать наше исследование для обоснования будущих исследований", - говорит профессор Эшли Моффетт, соавтор работы на кафедре патологии Кембриджского университета.

Они также сравнили полученные результаты с органоидами плацентарного трофобласта, иногда называемыми "мини-плацентами", которые выращиваются в лаборатории. Они обнаружили, что большинство клеток, выявленных в образцах тканей, можно увидеть в этих органоидных моделях. Некоторые более поздние популяции трофобласта не видны и, вероятно, формируются в матке только после получения сигналов от материнских клеток.

Команда сосредоточилась на роли одной малоизученной популяции материнских иммунных клеток, известных как макрофаги. Они также обнаружили, что другие материнские клетки матки выделяют коммуникационные сигналы, которые регулируют рост плаценты.

Результаты этого исследования могут начать собирать воедино все неизвестные сведения об этом этапе беременности. Новое понимание поможет в разработке эффективных лабораторных моделей для изучения развития плаценты и поможет найти новые способы диагностики, профилактики и лечения нарушений беременности.