Ученые из Калифорнийского университета в Сан-Франциско составили беспрецедентно подробную карту биологической связи между беременной женщиной и ее развивающимся плодом. Они выявили новые типы клеток и получили представление о таких состояниях, как преэклампсия, преждевременные роды и выкидыш.
Благодаря применению современных технологий анализа отдельных клеток и пространственной организации данных, ученые исследовали 200 000 отдельных клеток, сопоставив их с миллионом клеток, находящихся на исходных позициях в тканях матки и плаценты. Это дало возможность выявить различные типы клеток, отследить их созревание и понять, каким образом они связаны с возникновением осложнений в период беременности.
«Благодаря этой работе мы получили значительно более ясное понимание ключевой роли плацентарного барьера, чем когда-либо раньше», — сказал Цзинцзин Ли, доцент кафедры неврологии Калифорнийского университета в Сан-Франциско. Он руководил исследованием, опубликованного в Nature.
Плацентарный барьер представляет собой временную, но жизненно необходимую структуру, образованную клетками матки и плаценты. Она начинает формироваться около недели после оплодотворения и функционирует на протяжении всей беременности, обеспечивая развитие плода и поддерживая здоровье матери. Сложность этой структуры долгое время затрудняла понимание учеными механизмов здорового протекания беременности и причин возникновения осложнений.
«Прослеживая изменения в каждой клетке ткани на протяжении беременности, мы получаем возможность понять механизмы нормального развития и выявить возможные отклонения», — говорит Сьюзан Дж. Фишер, соруководитель исследования.
Атлас идентифицировал новый тип материнских клеток, находящихся в области, где плацентарные клетки плода впервые внедряются в матку. Эти клетки, вероятно, контролируют степень проникновения плацентарных клеток в ткани матки – процесс, критически важный для обеспечения плода кровью. Ученые определили, что в этих клетках присутствует каннабиноидный рецептор. Влияние каннабиноидов усиливало ограничение инвазии плацентарных клеток.
Для выяснения механизмов, приводящих к осложнениям, группа исследователей объединила генетическую информацию десяти тысяч пациентов. Специалисты провели сопоставление генетических факторов, предрасполагающих к таким состояниям, как преждевременные роды, преэклампсия и выкидыш, с регуляторными областями ДНК, определяющими активность генов.
После этого группа исследователей обратила внимание на преэклампсию – состояние, представляющее угрозу для жизни и проявляющееся в значительном скачке артериального давления. Исследования показали, что наиболее чувствительные к изменениям клетки играют роль в перестройке кровеносных сосудов матки, что критически важно для нормального кровоснабжения плаценты. Собранные сведения указывают на то, что преэклампсия может возникать из-за сбоя в взаимодействии между клетками матери и плода, которые обычно обеспечивают согласованность этого процесса.
Разработав исчерпывающую схему здоровых беременностей, ученые намереваются исследовать случаи с осложнениями, чтобы выявить возможные способы терапии.
[Фото: prostooleh / Freepik.com]