Este protocolo descreve como as células citotrofoblásticas vilosas são isoladas das placentas a termo por sucessivas digestões enzimáticas, seguidas de centrifugação por densidade, isolamento de gradiente de meio e purificação imunomagnética. Como observado in vivo, as células citotrofoblásticas vilosas mononucleadas em cultura primária se diferenciam em células sinciciotrofoblásticas multinucleadas após 72 horas. Em comparação com a normóxia (8% O2), as células citotrofoblásticas vilosas que sofrem hipóxia/reoxigenação (0,5% / 8% O2) sofrem aumento do estresse oxidativo e apoptose intrínseca, semelhante ao observado in vivo em complicações da gravidez, como pré-eclâmpsia, parto prematuro e restrição de crescimento intrauterino. Nesse contexto, os trofoblastos vilosos primários cultivados em condições de hipóxia/reoxigenação representam um sistema experimental único para entender melhor os mecanismos e vias de sinalização que são alterados na placenta humana e facilitar a busca por medicamentos eficazes que protejam contra certos distúrbios da gravidez. Os trofoblastos vilosos humanos produzem melatonina e expressam suas enzimas e receptores sintetizadores. A melatonina tem sido sugerida como tratamento para pré-eclâmpsia e restrição de crescimento intrauterino devido aos seus efeitos antioxidantes protetores. No modelo de células do citotrofoblasto viloso primário descrito neste artigo, a melatonina não tem efeito sobre as células trofoblásticas em estado normóxico, mas restaura o equilíbrio redox das células sinciciotrofoblásticas interrompidas pela hipóxia/reoxigenação. Assim, as células trofoblásticas vilosas humanas em cultura primária são uma excelente abordagem para estudar os mecanismos por trás dos efeitos protetores da melatonina na função placentária durante a hipóxia/reoxigenação.