Ein mikrophysiologisches Modell der Invasion von menschlichen Trophoblasten während der Implantation

Die erfolgreiche Etablierung einer Schwangerschaft erfordert die Adhäsion eines Embryos an das Endometrium und die anschließende Invasion in das maternale Gewebe. Abnormalitäten in diesem kritischen Prozess der Implantation und Plazentation führen zu vielen Schwangerschaftskomplikationen. Hier präsentieren wir ein mikroingenieertes System, um eine komplexe Sequenz orchestrierter multizellularer Ereignisse zu modellieren, die eine wesentliche Rolle in der frühen Schwangerschaft spielt. Unser Implantation-on-a-chip ist in der Lage, die dreidimensionale strukturelle Organisation der maternalen-fötalen Schnittstelle nachzubilden, um die Invasion von spezialisierten fötalen extravillösen Trophoblasten in die mütterliche Gebärmutter zu modellieren. Unter Verwendung primärer humaner Zellen, die aus klinischen Proben isoliert wurden, demonstrieren wir in vivo-ähnliche gerichtete Migration von extravillösen Trophoblasten zu einem mikroengineerierten maternalen Gefäß und deren Interaktionen mit dem Endothel, die für die vaskuläre Remodellierung notwendig sind. Durch parametische Variation des zellulären Mikroumfelds und proteomische Analysen mikroengineerter Gewebe zeigen wir die wichtige Rolle decidualisierter stromaler Zellen als Regulator der Migration von extravillösen Trophoblasten. Darüber hinaus enthüllt unsere Studie bisher unbekannte Auswirkungen von maternalen Immunzellen vor der Implantation auf die Invasion von extravillösen Trophoblasten. Diese Arbeit stellt einen bedeutenden Fortschritt in unserer Fähigkeit dar, die frühe menschliche Schwangerschaft zu modellieren, und könnte die Entwicklung fortschrittlicher in vitro-Plattformen für grundlegende und klinische Forschung zur menschlichen Fortpflanzung ermöglichen.