Впервые определены клеточные сигнальные пути, опосредующие острую плацентарную воспалительную реакцию, которая может способствовать развитию осложнений беременности при малярии, токсоплазмозе и листериозе.
Исследователи из Института Wellcome Sanger создали новые модели "мини-плаценты" для картирования реакции плаценты на инфекции на ранних стадиях развития. Эта работа является частью консорциума Human Cell Atlas, целью которого является картирование каждого типа клеток в человеческом организме. Статья, опубликованная в журнале Cell Systems, посвящена анализу механизмов, участвующих в инфекциях малярии, токсоплазмоза и листериоза, которые могут вызвать осложнения беременности и выкидыши. Результаты исследования показали, что причиной осложнений беременности при этих инфекциях может быть вторичное воспаление, и выявили, что плацентарные иммунные клетки, вероятно, играют защитную роль в борьбе с патогенами.
Инфекции во время беременности - одна из основных проблем глобального здравоохранения, затрагивающая миллионы людей во всем мире. Эти инфекции могут стать потенциальной причиной материнской смертности, сепсиса и осложнений беременности, включая выкидыш, нарушения развития плода, низкий вес при рождении и мертворождение. Малярия, токсоплазмоз и листериоз - широко распространенные инфекции, которые могут привести к осложнениям во время беременности. Так, миллионы беременностей ежегодно потенциально подвержены малярии, и понимание того, как паразит адаптируется во время инфекции и как реагирует организм, будет иметь большое значение для улучшения исходов.
Во время беременности плацента действует как селективный барьер, который позволяет питательным веществам переходить от матери к ребенку, блокируя при этом патогенные микроорганизмы и токсины. Плод особенно уязвим на ранних стадиях развития, поскольку иммунный ответ еще не сформирован, а значит плод в значительной степени полагается на плацентарный барьер для защиты. Тем не менее, пути и механизмы, которые эти инфекции используют для пересечения плаценты, изучены недостаточно, в том числе из-за ограничений используемых лабораторных моделей.
В ходе последнего исследования, ученые создали модель ex vivo, или "мини-плаценту", что позволило им составить карту реакций на инфекцию с разрешением в одну клетку. Авторы выявили тип фетальных иммунных клеток, известных как клетки Хофбауэра, которые активируются при всех трех видах инфекции, но по разным путям. Это первый случай, когда было показано, что плацентарные иммунные клетки играют защитную роль против патогенов в модели человеческой плаценты. Исследователи обнаружили, что патогены могут проникать в эти иммунные клетки. Например, T. gondii, паразит, вызывающий токсоплазмоз, вероятно, использует эти иммунные клетки, чтобы уклониться от текущего иммунного ответа и перемещаться по организму. Было также выяснено, как P. falciparum адаптируется к плацентарной микросреде, модулируя экспорт белков в эритроциты хозяина и механизмы поглощения питательных веществ.
Исследователи также обнаружили, что все три инфекции вызывают общую воспалительную реакцию в плаценте, которая нарушает функции плаценты. Это позволяет предположить, что вторичное воспаление может быть причиной некоторых осложнений беременности. Нацеливание на эти механизмы воспаления может привести к созданию специфического для беременности метода лечения инфекций. Кроме того, модели "мини-плаценты" могут быть использованы в будущих исследованиях для получения более глубокого представления о реакции плаценты на инфекции, а также о более широких изменениях плаценты в процессе развития.
Регина Ху, соавтор исследования, говорит: "Хотя известно, что инфекции во время беременности вызывают осложнения, включая выкидыши и мертворождение, о механизмах, лежащих в их основе, известно очень мало. Наше исследование показывает, что даже в случае с патогенами, которые не могут пересечь плаценту, вторичное воспаление, вызванное иммунной системой, может быть ответственно за нарушение развития плода. Выявление ключевых процессов, связанных с воспалительным процессом, может помочь нам в будущем разработать специфические для беременности методы лечения, которые сведут это к минимуму. Более глубокое понимание того, как работает плацентарная иммунная система, может помочь получить новые знания об осложнениях беременности".
Составив карту процессов, связанных с инфекцией на ранних стадиях беременности, с разрешением в единичные клетки и разработав новые плацентарные модели для изучения этой проблемы, авторы надеются, что их исследование может быть использовано научным сообществом для разработки новых способов понимания и лечения осложнений беременности, которые влияют на миллионы жизней каждый год. Будущие исследования, направленные на выявление потенциальных лекарственных мишеней в механизмах, вызывающих осложнения во время инфекций, могут помочь разработать более направленные методы лечения инфекций на ранних стадиях беременности.
