La placenta è un organo complesso che è responsabile per lo scambio di ossigeno, anidride carbonica, nutrienti e prodotti di scarto e allo stesso tempo in grado di mantenere i due circuiti di sangue della madre e la crescita del feto separati tra loro. Inoltre, impedisce il rifiuto del figlio da parte del sistema immunitario materno e secerne ormoni per mantenere la gravidanza. La barriera cellulare si forma dalle cellule cytotrophoblast che si fondono e formano un vero sincizio senza membrane cellulari laterali 4,5. Tutta la placenta è organizzato in diversi cotiledoni, che contengono un albero dei villi fetali e rappresentano una unità funzionale della placenta.
Lo studio della funzione di barriera placentare è stata intensificata con la scoperta delle malformazioni indotte talidomide nel 1960. Per ovvie ragioni non possono essere eseguiti studi traslocazione con le donne in gravidanza. Di conseguenza, vari modelli alternativi sono stati sviluppati 6,7 . Il modello in questione più promettente e probabilmente più clinico è il modello ex vivo umano placentare perfusione sviluppato da Panigel e collaboratori 2,3.
Molte donne sono esposte a diversi xenobiotici quali farmaci o sostanze inquinanti ambientali durante la gravidanza 8. Per alcuni farmaci che sono stati già somministrati regolarmente durante la gravidanza, studi in vivo può essere eseguita confrontando la concentrazione ematica materna con quella nel sangue del cordone ombelicale. Tuttavia, in genere ci sono solo informazioni limitate sulla farmacocinetica e-dinamica nel feto e la teratogenicità di tali sostanze.
Per esempio gli oppiacei come l'eroina attraversa facilmente la barriera placentare e può portare alla restrizione della crescita intrauterina, parto prematuro o aborto spontaneo 9,10. Quindi, in caso di astinenza mancante durante la gravidanza si raccomanda una terapia sostitutiva con metadone. L'exvivo modello perfusione placentare umano ha rivelato che il trasferimento di metadone nella circolazione fetale è trascurabile 11, che correla bene con la-a-sangue materno rapporto di concentrazione calcolata cordone sangue dopo la consegna 12.
La nanotecnologia è un settore in crescita soprattutto in medicina. Così, sotto la naturale fine (<2,5 micron di diametro) e le particelle ultrafini (<0,1 micron di diametro) nei fumi degli incendi boschivi, eruzioni vulcaniche e in polvere del deserto, l'esposizione a nanomateriali ingegnerizzati (almeno una dimensione <0,1 micron 13 ) è in aumento. Questo ha sollevato interrogativi circa il potenziale tossicologico di nanomateriali ingegnerizzati. Anche se nessun pericolo umana potrebbe essere ancora dimostrata, ci sono i principali studi sperimentali indicano che le nanoparticelle ingegnerizzate possono causare reazioni avverse biologici che portano a risultati tossicologici 14. Recentemente, alcuni studi hanno indicato che l'esposizione prenatale ainquinamento dell'aria è collegato ad un bisogno respiratorio superiore e infiammazione delle vie aeree in neonati e bambini 15,16. Inoltre, le piccole nanoparticelle potrebbero essere utilizzati come trasportatori di farmaci per trattare specificamente, sia il feto o la madre. Pertanto, diventa evidente che sono necessari studi approfonditi di xenobiotici distinti o nanomateriali e la loro capacità di attraversare la barriera placentare. Una panoramica reale sugli studi in corso sulla permeabilità placentare di nanomateriali ingegnerizzati è riassunto nella Menezes et al. 2011 17 e Buerki-Thurnherr et al. 2012 7.
La doppia ex vivo ricircolazione modello perfusione placentare umano fornisce un sistema controllato e affidabile per studiare il trasporto placentare di vari composti endogeni ed esogeni 3,11,12,18,19 e una vasta gamma di altre funzioni della placenta come meccanismi responsabili della sviluppo di stati patologici come preeclampsia 20-22. In questo protocollo ci concentriamo principalmente sul set up, la gestione e il metodo che permette lo studio di accumulo, effetti e tassi di traslocazione di un ampio set di xenobiotici o nanoparticelle.