3D-gedrucktes Plazenta-Organoid zur Analyse von Schwangerschaftskomplikationen

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Einem Forscher-Team der Medizinischen Universität in Wien gelang es durch die Kombination aus Stammzellen und 3D-Druck nun ein Miniatur-3D-Modell einer menschlichen Plazenta, auch Organoid genannt, 3D zu drucken, um die Ursachen von Schwangerschaftskomplikationen untersuchen sowie verstehen zu können.

Wie schon so oft erwähnt freuen sich 3D-Drucktechnologien im medizinischen Sektor über sehr positiven Zuspruch. Unter anderem ermöglichen diese Technologien die Herstellung diverser Organoid-Modelle. Diese stellen miniaturisierte sowie vereinfachte Nachbildungen größerer Organe dar, welche durch eine Kombination aus 3D-Druck mit Stammzellen hergestellt werden. Zwar sind Organoide keine funktionalen Nachbildungen, jedoch rekapitulieren sie sowohl die komplexen physikalischen als auch die biologischen Merkmale eines größeren Organs.

Auch Forscher der Medizinischen Universität in Wien nutzten nun Stammzellen in Kombination mit 3D-Druck, um ein Organoid einer menschlichen Plazenta zu realisieren. Dieses Mini-3D-Modell möchten die Forscher nun nutzen, um Komplikationen im Laufe einer Schwangerschaft besser zu verstehen.

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© Biofabris / 3D-Organoid eines Herzen

Der große Vorteil von Organoiden im Gegensatz zu zweidimensionalen Zellkulturen in Petrischalen ist die Tatsache, dass die Zellen innerhalb eines Organoids in einer dreidimensionalen Umgebung wachsen und somit regelmäßiger miteinander kommunizieren. Das in Wien 3D-gedruckte Plazenta-Modell stellt das erste seiner Art dar, welches die Fähigkeit besitzt sich selbst zu erneuern, da die Stammzellen in diesem 3D-Modell im Laufe der Zeit neues Gewebe bilden.

Unter anderem möchten die Forscher dieses 3D-gedruckte Modell nutzen, um die Auswirkungen von Medikamenten auf die Entwicklung einer Plazenta zu untersuchen, was in weiterer Folge zu einer Identifizierung möglicher schädlicher Wirkungen von Behanldungen während einer Schwangerschaft führt. Im Allgemeinen möchten die Wiener Forscher das Modell nutzen, um die gesamte Entwicklung einer Plazenta besser verstehen zu können.

„Bisher war kein Organoidsystem für die menschliche Plazenta verfügbar. In der Vergangenheit überlebten Präparate primärer Trophoblastzellen nicht länger als etwa eine Woche,” so kommentiert Martin Knöfler, leitender Forscher des Projekts, in einem Artikel.

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© ASM Microbe Library / Beispiel für Monolayerzellen unter Verwendung von E. coli in einer Petrischale.

Weiters fügt der Forschungsleiter hinzu:

„Die Tatsache, dass es für die menschliche Plazenta keine sich selbst erneuernden Zellkulturmodellsysteme gab, machte es schwierig, wenn nicht unmöglich, die Ursachen von Fehlfunktionen zu untersuchen. Die Etablierung des Placenta-Organoid-Systems wird diese Situation deutlich verbessern und dazu beitragen, die Medikamentenentwicklung und damit die medizinische Behandlung gefährlicher Gestationsstörungen voranzutreiben. Im Moment ist es wichtig zu verstehen, wie sich die spezifischen Trophoblasten-Subtypen mit ihren unterschiedlichen Rollen entwickeln und wie Fehlentwicklungen in diesem Entwicklungsprogramm zu Schwangerschaftsstörungen beitragen.“

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