Биопечать мини-плацент на 3D-принтере способна произвести переворот в изучении процессов беременности

Ученые Технологического университета Сиднея (University of Technology Sydney, UTS) разработали новый метод изучения осложнений беременности благодаря созданию миниатюрных плацент с использованием технологии трехмерной биопечати. Это открытие способно значительно ускорить понимание ранних стадий развития плода и выявить причины серьезных заболеваний, таких как преэклампсия, приводящих ежегодно к гибели сотен тысяч женщин и детей по всему миру.

Исследовательская группа под руководством доктора Клэр Ричардс и профессора Ланы Макклентон опубликовала свою работу в журнале Nature Communications. Они подчеркнули сложность исследований ранней стадии беременности, поскольку получение тканей первой половины срока является практически невозможным ввиду этических ограничений и рисков для здоровья матери и ребенка.

Преэклампсия – одно из наиболее распространенных состояний, возникающих в результате дисфункций плаценты, поражающее около 5-8% всех беременностей. Несмотря на серьезные последствия заболевания, современные модели животных и клеток не позволяют точно воспроизвести физиологию человеческого организма.

Решение проблемы было найдено в применении органоидной технологии. Органоиды представляют собой мини-копии органов, выращиваемые из стволовых клеток путем формирования кластеров внутри специальной среды-геля. Ранее были созданы органоиды многих человеческих органов, включая мозг, печень и почки. Однако создание мини-плацент стало настоящим прорывом.

В ходе нового эксперимента ученые использовали клетки трофобластов, специфичные исключительно для плаценты, смешивая их с синтетическим гидрогелем, совместимым с живыми клетками. Полученная смесь была распечатана на специальном 3D-принтере. Исследователи сравнили полученные биопечатые структуры с аналогичными образцами, выращенными вручную традиционным способом.

Оказалось, что искусственно созданные органоиды развивались иначе, формируя большее количество специализированных типов трофобластов. Это доказало важность выбора материалов для роста органоидов и показало потенциал точного моделирования условий развития человеческой плаценты.

Получив точные копии первых этапов беременности, исследователи теперь смогут детально изучать механизмы возникновения болезней, проверять новые препараты и разрабатывать стратегии профилактики преждевременных родов и осложнений. Ученые уверены, что эта технология позволит выявлять потенциальные риски задолго до наступления критической ситуации, способствуя сохранению жизней матерей и новорожденных.

По словам исследователей, будущее применение биопечатых плацент открывает возможности для разработки персонализированных методов диагностики и терапии осложнений беременности. Уже проведенные эксперименты показали перспективность метода: воздействие воспалительных молекул, характерных для больных преэклампсией пациенток, позволило тестировать экспериментальные лекарства непосредственно на искусственных тканях.

Таким образом, новое исследование демонстрирует уникальные перспективы применения технологий 3D-биопечати в медицине будущего, открывая путь к улучшению понимания процессов эмбрионального развития и предупреждению тяжелых патологий, угрожающих благополучному исходу беременности.

Источник:

Claire Richards et al, Matrix directs trophoblast differentiation in a bioprinted organoid model of early placental development, Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-62996-0