«Κανείς δεν ξέρει τι είναι»: Ερευνητές ανακάλυψαν νέο τύπο κυττάρου που εμφανίζεται μόνο κατά την εγκυμοσύνη
Επιστήμονες αποκάλυψαν έναν λεπτομερή «άτλαντα» του πλακούντα και της μήτρας, δείχνοντας πώς αυτοί οι μοναδικοί ιστοί αναπτύσσονται και εξελίσσονται καθ’ όλη τη διάρκεια της εγκυμοσύνης για να υποστηρίξουν ένα αναπτυσσόμενο έμβρυο.
Καθώς χαρτογραφούσαν αυτόν τον νέο χάρτη, οι επιστήμονες αποκάλυψαν έναν υποτύπο κυττάρου που δεν είχε περιγραφεί ποτέ πριν και φαίνεται να είναι μοναδικός για την εγκυμοσύνη.
Αυτά τα κύτταρα δεν υπάρχουν στη μήτρα εκτός εγκυμοσύνης, και ο αριθμός τους αυξάνεται ξαφνικά στην αρχή της κύησης, καθώς η επένδυση της μήτρας μεταμορφώνεται για να αγκαλιάσει και να υποστηρίξει το έμβρυο, εξήγησε ο Cheng Wang, πρώτος συγγραφέας της μελέτης και ειδικός στην αναγεννητική ιατρική στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια, Σαν Φρανσίσκο (UCSF).
«Ήταν μια συναρπαστική στιγμή κατά τη διάρκεια της μελέτης», δήλωσε ο Jingjing Li, ανώτερος συγγραφέας της μελέτης και αναπληρωτής καθηγητής νευρολογίας στο UCSF, ο οποίος μελετά την ανθρώπινη γονιδιωματική, σχετικά με την ανακάλυψη των κυττάρων. «Ρωτήσαμε γύρω – κανείς δεν ξέρει τι είναι.»
Αυτά τα νεοπεριγραφόμενα κύτταρα φαίνεται να εμπλέκονται στη σύνδεση του πλακούντα με την παροχή μητρικού αίματος και φέρουν υποδοχείς που ανταποκρίνονται σε κανναβινοειδή. Τα κανναβινοειδή περιλαμβάνουν χημικές ουσίες που παράγει ο οργανισμός, καθώς και τις ενώσεις της κάνναβης THC και CBD. Ως εκ τούτου, οι ερευνητές υποψιάζονται ότι αυτά τα κύτταρα μπορεί να βοηθήσουν στην εξήγηση γιατί η χρήση κάνναβης κατά την εγκυμοσύνη συνδέεται με συνέπειες για την υγεία, όπως μειωμένη ροή αίματος στον πλακούντα, κακή παροχή οξυγόνου στο έμβρυο και αυξημένο κίνδυνο πρόωρου τοκετού, χαμηλού βάρους γέννησης και εισαγωγής σε ΜΕΝΝ.
Είναι απίθανο η ευαισθησία αυτών των κυττάρων στα κανναβινοειδή να εξηγεί πλήρως τους κινδύνους που παρουσιάζει η χρήση κάνναβης κατά την εγκυμοσύνη, δήλωσε ο Li στο Live Science· άλλα πιθανά υπαίτια έχουν περιγραφεί στην ιατρική βιβλιογραφία. Ωστόσο, αυτά τα νεοαποκτηθέντα κύτταρα είναι ένας παράγοντας που χρήζει περαιτέρω μελέτης, δήλωσε.
Ένα κρίσιμο «φυσικό εμπόδιο»
Πριν από τη νέα μελέτη, που δημοσιεύθηκε στις 8 Απριλίου στο περιοδικό Nature, άλλες ερευνητικές ομάδες είχαν χαρτογραφήσει τον πλακούντα και τη μήτρα χρησιμοποιώντας παρόμοιες τεχνικές. Ωστόσο, αυτές οι προηγούμενες μελέτες κάλυπταν μόνο επιλεγμένα κεφάλαια της εγκυμοσύνης.
«Η μεγαλύτερη διαφορά είναι ότι εξετάζουμε ολόκληρη τη χρονική πορεία» από την πρώιμη εγκυμοσύνη έως τη γέννηση, δήλωσε ο Li. Ο νέος άτλαντας ενσωματώνει δεδομένα από ιστούς που συλλέχθηκαν μεταξύ της 5ης και της 39ης εβδομάδας κύησης και στη συνέχεια αποθηκεύτηκαν σε τράπεζες ιστών στο UCSF και στο Πανεπιστήμιο του Στάνφορντ.
Το εργαστήριο του Li αναλύει ιστούς λεπτομερώς, στην ανάλυση μεμονωμένων κυττάρων, με την ανάπτυξη του πλακούντα να αποτελεί μία από τις κύριες ερευνητικές εστίασης της ομάδας. Ο νέος τους άτλαντας ενσωματώνει στιγμιότυπα του ποιες γονιδιακές εκφράσεις ήταν ενεργές και ποιες πρωτεΐνες ήταν παρούσες στα αναλυόμενα κύτταρα σε μια δεδομένη φάση της εγκυμοσύνης. Εξετάζει επίσης την «προσβασιμότητα της χρωματίνης», η οποία αντικατοπτρίζει πώς συσκευάζονται τα μόρια DNA μέσα στο κύτταρο και ποια γονίδια μπορούν να ενεργοποιηθούν σε μια δεδομένη στιγμή.
Συνολικά, η ομάδα ανάλυσε περίπου 1,2 εκατομμύρια κύτταρα πλακούντα και μήτρας, συμπεριλαμβανομένων 200.000 μεμονωμένων κυττάρων και 1 εκατομμυρίου κυττάρων ενσωματωμένων στις αρχικές τους θέσεις εντός του ιστού.
Η εξέταση μεμονωμένων κυττάρων μπορεί να είναι χρήσιμη για τον προσδιορισμό της ταυτότητάς τους, αλλά η προσέγγιση στερείται του πλαισίου του «πού βρίσκονται αυτά τα κύτταρα μέσα στον ιστό, ποια κύτταρα βρίσκονται κοντά τους και πώς αλληλεπιδρούν μεταξύ τους», δήλωσαν στο Live Science μέσω email η Roser Vento-Tormo, επικεφαλής ομάδας κυτταρικής γονιδιωματικής στο Wellcome Sanger Institute, και η μεταδιδακτορική της φοιτήτρια Ana Paredes. Στη μήτρα και τον πλακούντα, τα κύτταρα είναι διατεταγμένα σε διακριτές περιοχές με διαφορετικές λειτουργίες.
Συνδυάζοντας αυτές τις δύο τεχνικές, «αυτή η μελέτη παρέχει ένα σαφές παράδειγμα του πώς η θέση και η κατάσταση των κυττάρων μπορούν να προσφέρουν σημαντικές βιολογικές γνώσεις για το πώς ενορχηστρώνεται μια υγιής εγκυμοσύνη σε κυτταρικό και μοριακό επίπεδο», δήλωσαν οι Vento-Tormo και Paredes, οι οποίες δεν συμμετείχαν στην έρευνα.
Το έργο αποκάλυψε ενδιαφέρουσες συνδέσεις μεταξύ της γονιδιακής δραστηριότητας ενός δεδομένου κυττάρου και της συμπεριφοράς του.
Για παράδειγμα, νωρίς στην εγκυμοσύνη, ορισμένα εμβρυϊκά κύτταρα εισβάλλουν στη μήτρα και τις κύριες αρτηρίες της, βοηθώντας στη δημιουργία ροής αίματος στον πλακούντα. Χρησιμοποιώντας μηχανική μάθηση, οι ερευνητές προέβλεψαν πόσο βαθιά ένα δεδομένο κύτταρο θα εισέβαλε στη μήτρα βάσει της γονιδιακής του δραστηριότητας.
Όταν αυτή η εισβολή παρεκκλίνει — για παράδειγμα, εάν τα κύτταρα δεν διεισδύουν αρκετά βαθιά ή διεισδύουν πολύ βαθιά — μπορεί να συμβάλει σε επιπλοκές όπως η προεκλαμψία ή η πλακούντα accreta, δήλωσαν οι Vento-Tormo και Paredes. «Για μια υγιή εγκυμοσύνη, αυτή η εισβολή πρέπει να είναι πολύ αυστηρά ελεγχόμενη», σημείωσαν.
Αποδεικνύεται ότι ο νέος τύπος κυττάρου που εντοπίστηκε από τους ερευνητές βοηθά στη ρύθμιση της εισβολής. Στέλνοντας ειδικά σήματα, ο τύπος κυττάρου δρα ως «φυσικό εμπόδιο» για να αποτρέψει τη διαδικασία από το να προχωρήσει πολύ γρήγορα, δήλωσε ο Li.
«Βρίσκεται στην πρώτη γραμμή της μητρικο-εμβρυϊκής διεπαφής», δήλωσε ο Weng στο Live Science. Διάφορες πρωτεΐνες που φέρονται από αυτά τα κύτταρα υποστηρίζουν αυτή την ιδέα ότι ρυθμίζουν τη συμπεριφορά άλλων κυττάρων σε αυτήν την κρίσιμη διεπαφή, δήλωσε.
Η μελλοντική έρευνα θα μπορούσε να εξετάσει εάν οι αλλαγές σε αυτήν τη σηματοδότηση συμβάλλουν σε διαταραχές της εγκυμοσύνης, καθώς και εάν μπορεί να υπάρχουν θεραπευτικές ευκαιρίες στοχεύοντας την οδό, πρότειναν οι Vento-Tormo και Paredes.
Με τον ολοκληρωμένο χάρτη τους στο χέρι, οι ερευνητές συνδύασαν τα ευρήματά τους με δεδομένα από τεράστιες γενετικές μελέτες προεκλαμψίας, πρόωρου τοκετού και απώλειας κύησης. Αυτές οι δημοσιευμένες μελέτες είχαν ανακαλύψει συνδέσεις μεταξύ συγκεκριμένων παραλλαγών γονιδίων και του κινδύνου αυτών των επιπλοκών. Στη συνέχεια, η ομάδα μπόρεσε να εντοπίσει τα συγκεκριμένα κύτταρα στον πλακούντα και τη μήτρα που χρησιμοποιούν ενεργά αυτά τα γονίδια και είναι επομένως πιο ευάλωτα στις καταστάσεις.
«Το ερώτημα είναι, «Σε ποιον τύπο κυττάρων θα επενεργήσουν αυτές οι παραλλαγές υψηλού κινδύνου;»», δήλωσε ο Li. «Αυτό θα μας βοηθήσει να γνωρίζουμε ποια κύτταρα βρίσκονται στον πυρήνα αυτών των επιπλοκών» και ενδεχομένως να αναπτύξουμε θεραπείες που στοχεύουν αυτά τα κύτταρα στο μέλλον.
Ενώ η μελέτη συγκεντρώνει έναν θησαυρό δεδομένων, ο Li τόνισε ότι υπάρχει περισσότερη δουλειά να γίνει. Η μελέτη επικεντρώθηκε σε υγιείς εγκυμοσύνες, οπότε εξακολουθεί να υπάρχει το ερώτημα πώς οι εγκυμοσύνες που επηρεάζονται από διάφορες καταστάσεις διαφέρουν από αυτή τη βάση. Η ομάδα συνεργάζεται τώρα με κλινικούς συνεργάτες για να ξεκινήσει αυτές τις συγκρίσεις. Συνολικά, στοχεύουν να αυξήσουν τον συνολικό αριθμό των αναλυόμενων κυττάρων για να διασφαλίσουν ότι καλύπτουν την πλήρη ποικιλομορφία των κυττάρων στη μήτρα κατά την εγκυμοσύνη.
Οι Vento-Tormo και Paredes πρότειναν ότι ο νέος άτλαντας θα μπορούσε να συνδυαστεί με υπάρχοντα σύνολα δεδομένων, συμπεριλαμβανομένου ενός δικού τους, για να βοηθήσει στη βελτίωση της κατανόησης των επιστημόνων για συγκεκριμένους τύπους πλακουντικών κυττάρων και τους ρυθμιστές τους. Ορισμένα από τα βασικά ευρήματα της μελέτης θα μπορούσαν επίσης να ελεγχθούν σε εργαστηριακά μοντέλα πλακούντα.
«Αν συμπεριλάβουμε περισσότερα κύτταρα, περισσότερα δείγματα, πολλές νέες, συναρπαστικές ανακαλύψεις θα μπορούσαν να γίνουν», δήλωσε ο Li. «Έτσι, αυτό είναι πραγματικά ένα σημείο εκκίνησης».