Ex Vivo Culture en flux d’explants placentaires - Imiter les conditions dynamiques in utero
8 septembre 2023
Voici un protocole pour la culture d’explants placentaires dans des conditions de débit constant. Cette approche améliore les systèmes traditionnels de culture de villes statiques en permettant la réplication d’environnements physiologiques dynamiques.
Nous essayons de découvrir pourquoi certaines femmes enceintes développent une prééclampsie et d’autres non. Ce syndrome spécifique à la grossesse provoque une hypertension et une protéinurie de la mère et peut entraîner la mort de la mère et de l’enfant. Grâce à notre recherche translationnelle, nous espérons identifier les causes placentaires à l’origine des symptômes maternels.
Récemment, des approches de séquençage de l’ARN unicellulaire ont été utilisées pour identifier les différences entre les placentas sains et pré-éclamptiques. Vient maintenant le temps de relier ces données avec les tissus d’origine. C’est pourquoi nous utilisons l’histologie spatiale et le séquençage en institut pour identifier les changements au niveau de la cellule unique.
La complexité individuelle de la structure géométrique du placenta présente un défi pour déterminer la vitesse d’écoulement exacte et la contrainte de cisaillement pour une villosité placentaire donnée. Avec l’utilisation de ce système de culture en flux, l’importance de la force de cisaillement sur les fonctions biologiques des tissus placentaires peut être abordée et étudiée.
Aperçu
Cet article présente un protocole de culture d'explantas placentaires en conditions d'écoulement constant, améliorant ainsi les systèmes de culture statiques traditionnels. La méthode vise à reproduire des environnements physiologiques dynamiques afin d'obtenir une meilleure analyse des tissus placentaires.
Composantes clés de l'étude
Domaine scientifique
- Neurosciences
- Biologie
- Santé reproductive
Contexte
- La prééclampsie est un syndrome spécifique à la grossesse qui affecte la santé maternelle.
- La compréhension des causes placentaires de la prééclampsie est essentielle pour le bien-être maternel et fœtal.
- Le séquençage de l'ARN au niveau cellulaire unique a révélé des différences entre les placentas sains et ceux touchés par la prééclampsie.
- La mise en relation des données transcriptomiques avec l'analyse tissulaire est essentielle pour une compréhension complète.
Objectif de l'étude
- Identifier les causes placentaires des symptômes de la prééclampsie.
- Étudier les effets de la force de cisaillement sur les fonctions du tissu placentaire.
- Utiliser des systèmes de culture en flux pour une analyse améliorée de l'intégrité tissulaire.
Méthodes utilisées
- Des échantillons placentaires excisés ont été cultivés dans un système à flux.
- Une coloration immunohistochimique a été réalisée pour évaluer la structure du tissu.
- La coloration à l'hématoxyline et à l'éosine a été utilisée pour évaluer l'intégrité du tissu.
- Les conditions de culture en flux ont été comparées aux conditions de culture statique au fil du temps.
Résultats principaux
- Les explants cultivés en flux ont conservé une meilleure intégrité morphologique que les cultures statiques.
- Les cultures statiques ont montré une dégradation de la structure cytosquelettique au fil du temps.
- Une organisation distincte des cellules endothéliales a été observée dans les tissus frais et cultivés en flux.
- Un détachement partiel de fragments de syncytiotrophoblaste s'est produit dans les cultures en flux après 48 heures.
Conclusions
- Les systèmes de culture en flux sont efficaces pour maintenir l'intégrité du tissu placentaire.
- Le stress de cisaillement joue un rôle important dans la fonction du tissu placentaire.
- Des études supplémentaires sont nécessaires pour explorer les implications pour la recherche sur la prééclampsie.
Questions fréquemment posées
Pertinence professionnelle pour l'industrie
La culture dynamique ex vivo d'explants placentaires en flux comble un vide critique dans la modélisation de l'environnement physiologique de l'interface mère-fœtus, permettant des études tissulaires plus prédictives et pertinentes sur le plan translationnel. Ce système améliore la fidélité des modèles précliniques en biologie placentaire, soutenant l'analyse mécanistique visant à réduire les risques et la validation de cibles dans la recherche sur la santé materno-fœtale. La préservation améliorée de la morphologie tissulaire en conditions de flux renforce la fiabilité des analyses en aval des biomarqueurs et des voies métaboliques pertinentes pour les complications de la grossesse telles que la prééclampsie.
Applications stratégiques en recherche et développement en biopharmaceutique
Début de la découverte et validation de la cible
- Permet d'analyser les réponses des tissus placentaires sous une contrainte de cisaillement physiologiquement pertinente.
- Permet la validation fonctionnelle de cibles impliquées dans les voies des maladies mère-fœtus.
- Facilite la réduction des risques mécanistiques en reliant les données transcriptomiques à des phénotypes au niveau tissulaire.
Développement de tests et criblage
- Offre une plateforme reproductible pour l'évaluation quantitative de l'intégrité tissulaire et de l'organisation cellulaire.
- Améliore la standardisation des tests en maintenant des conditions constantes d'oxygène et de flux à travers les explants.
- Permet une évaluation fiable d'interventions candidates dans un système dynamique pertinent pour la maladie.
Recherche translationnelle et préclinique
- Aligne les résultats ex vivo avec la biologie placentaire in vivo pour la découverte translationnelle de biomarqueurs.
- Permet une continuité allant de la découverte à la validation préclinique dans les filières de santé mère-enfant.
- Réduit l'ambiguïté biologique dans les modèles précliniques de dysfonctionnement placentaire.
Intégration des pipelines et des flux de travail
Cette méthode de culture en flux établit un lien entre la découverte précoce et la recherche préclinique en offrant une plateforme physiologiquement pertinente pour le test d'hypothèses et la validation de cibles à l'interface mère-fœtus.
- Biologie de la découverte : Permet d'étudier les effets des forces de cisaillement sur la fonction et l'intégrité du tissu placentaire.
- Écrantage : Fournit des mesures reproductibles et quantitatives de la morphologie tissulaire et de l'organisation cellulaire.
- Analytique : Permet une analyse comparative entre conditions statiques et sous flux à l'aide de résultats immunohistochimiques et histologiques.
- Recherche translationnelle : Facilite la corrélation entre les résultats ex vivo et les observations cliniques dans la prééclampsie et les troubles associés.
- Réutilisation institutionnelle : Met en place une plateforme réutilisable pour diverses initiatives de recherche en santé mère-enfant.
Impact opérationnel et organisationnel
- Valeur scientifique : Accroît la confiance prédictive des modèles de tissu placentaire et réduit l'incertitude mécanistique.
- Valeur opérationnelle : Améliore la reproductibilité et la standardisation des protocoles de culture d’explant.
- Valeur stratégique : Permet une meilleure prise de décision concernant la priorisation des cibles et l'avancement ajusté au risque dans les portefeuilles de santé mère-enfant.
- Impact sur le portefeuille : Favorise l'avancement ajusté au risque des candidats en fournissant des données solides et physiologiquement pertinentes.
Considérations relatives à la mise en œuvre
- Nécessite une expertise en dissection de tissu placentaire et en techniques de culture ex vivo.
- Suppose l'accès à des chambres d'écoulement, des pompes péristaltiques et une infrastructure de contrôle de l'oxygénation.
- Exige une standardisation interéquipes des protocoles de préparation des tissus et des analyses.
- Pourrait nécessiter des adaptations selon les différents systèmes de modèles placentaires ou materno-fœtaux.
- Les limites incluent la complexité de modéliser avec précision les vitesses d'écoulement et les contraintes de cisaillement in vivo.
