Determinação da taxa de transporte de xenobióticos e nanomateriais através da placenta usando o
1Department of Obstetrics, Perinatal Pharmacology, University Hospital Zurich, 2Laboratory for Materials - Biology Interactions, EMPA Swiss Federal Laboratories for Materials Testing and Research, 3Graduate School for Cellular and Biomedical Sciences, University of Bern

Bioengineering

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Grafmüller, S., Manser, P., Krug, H. F., Wick, P., von Mandach, U. Determination of the Transport Rate of Xenobiotics and Nanomaterials Across the Placenta using the ex vivo Human Placental Perfusion Model. J. Vis. Exp. (76), e50401, doi:10.3791/50401 (2013).

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Abstract

Décadas atrás, a placenta humana foi pensado para ser uma barreira impenetrável entre a mãe eo feto. No entanto, a descoberta de defeitos congénitos, induzidos por talidomida e muitos estudos posteriores depois provado o oposto. Hoje vários xenobióticos nocivos, como nicotina, heroína, metadona ou drogas, bem como poluentes ambientais foram descritos para superar essa barreira. Com o crescente uso da nanotecnologia, a placenta é susceptível de entrar em contacto com novas nanopartículas seja acidental ou intencionalmente através da exposição no caso de potenciais aplicações nanomedical. Os dados de experiências em animais não podem ser extrapolados para seres humanos porque a placenta é o órgão mais específico da espécie de mamífero 1. Portanto, o ex vivo dupla recirculação perfusão placentária humana, desenvolvido pela Panigel et ai. Em 1967 2 e continuamente modificado por Schneider et ai. Em 1972 3, pode servir como um excelente modelo tó estudar a transferência de partículas ou xenobióticos.

Aqui, vamos nos concentrar na dupla ex vivo recirculação protocolo de perfusão da placenta humana e seu desenvolvimento para obter resultados reproduzíveis.

O placentas foram obtidas após consentimento das mães de gestações complicadas prazo submetidas ao parto cesariana. Os vasos fetais e maternos de um dos cotilédones intactos foram canulados e perfundidos pelo menos por cinco horas. Como um modelo de partículas partículas de poliestireno marcadas com fluorescência, com tamanhos entre 80 e 500 nm de diâmetro foram adicionados ao circuito materna. As partículas de 80 nm eram capazes de atravessar a barreira placentária e proporcionar um perfeito exemplo para uma substância que é transferido através da placenta para o feto, enquanto as partículas de 500 nm foram retidos no tecido placentário ou circuito materna. O modelo de perfusão ex vivo da placenta humana é um dos poucos modelos que fornecem informações confiáveis ​​sobreo comportamento de transporte de xenobióticos em uma barreira importante tecido que proporciona dados relevantes preditivos e clínicas.

Introduction

A placenta é um órgão complexo que é responsável pela troca de oxigénio e dióxido de carbono, de nutrientes e de produtos de resíduos e, ao mesmo tempo capaz de manter os dois circuitos de sangue da mãe e para o feto em crescimento separados uns dos outros. Além disso, evita a rejeição da criança pelo sistema imune materno e segrega hormonas para manter a gravidez. A barreira celular é formada pelas células citotrofoblasto que fundem e formam uma verdadeira sincício sem membranas celulares laterais 4,5. Toda a placenta é organizado em várias cotilédones, que contêm uma árvore vilosidades fetal e representam uma unidade funcional da placenta.

O estudo da função de barreira da placenta foi intensificada, com a descoberta dos malformações induzidas talidomida na década de 1960. Por razões óbvias, os estudos de translocação com mulheres grávidas não pode ser executada. Consequentemente, vários modelos alternativos foram desenvolvidos 6,7 ex-vivo de placenta humana desenvolvido por Panigel e colaboradores 2,3.

Muitas mulheres estão expostas a diferentes xenobióticos, tais como drogas ou poluentes ambientais durante a gravidez 8. Para alguns medicamentos, que já foram administradas regularmente durante a gravidez, em estudos in vivo, pode ser realizada por comparação da concentração de sangue materno com aquele no sangue do cordão umbilical. No entanto, geralmente há apenas informações limitadas sobre a farmacocinética e-dinâmica no feto e da teratogenicidade destas substâncias.

Por exemplo opiáceos como a heroína facilmente atravessar a barreira placentária e pode levar à restrição de crescimento intra-uterino, parto prematuro ou aborto espontâneo 9,10. Assim, em caso de abstinência desaparecidos durante a gravidez recomenda-se uma terapia de substituição com metadona. O exmodelo de perfusão in vivo de placenta humana revelou que a transferência de metadona na circulação fetal é negligenciável 11, o que se correlaciona bem com o sangue materno para cabo rácio de concentração no sangue calculados após entrega 12.

A nanotecnologia é um campo em crescimento, especialmente em medicina. Assim, sob a natural fina (<2,5 m de diâmetro) e partículas ultrafinas (<0,1 m de diâmetro) em fumaça de incêndios florestais, erupções vulcânicas e poeira do deserto, a exposição a nanomateriais artificiais (pelo menos uma dimensão <0,1 mícron 13 ) está a aumentar. Isso levantou questões sobre o potencial toxicológico de nanomateriais. Apesar de não haver perigo humano poderia ser provado, no entanto, não são os principais estudos experimentais indicam que as nanopartículas de engenharia pode provocar respostas biológicas adversas que levam a resultados toxicológicos 14. Recentemente, alguns estudos indicam que a exposição pré-natal aopoluição do ar está ligada a uma maior necessidade respiratório e inflamação das vias aéreas em recém-nascidos e crianças 15,16. Além disso, pequenas nanopartículas podem ser utilizados como veículos de fármacos para tratar especificamente tanto o feto ou a mãe. Portanto, torna-se evidente que os estudos extensivos de xenobióticos distintos ou nanomateriais e sua capacidade de atravessar a barreira placentária são obrigatórios. Um panorama atual sobre os estudos atuais sobre a permeabilidade placentária para nanomateriais é resumido em Menezes et al. 2.011 17 e Buerki-Thurnherr et al. 2.012 7.

A dupla ex vivo modelo de perfusão de recirculação de placenta humana proporciona um sistema fiável e controlada para o estudo do transporte placentário de vários compostos endógenos e exógenos 3,11,12,18,19 e uma ampla gama de outras funções da placenta como mecanismos responsáveis ​​pela desenvolvimento de estados patológicos como a pré-eclâmpsia <sup> 20-22. Neste protocolo, focadas principalmente no set up, manuseio e método que permitem o estudo de acumulação, os efeitos e as taxas de translocação de um amplo conjunto de xenobióticos ou nanopartículas.

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Protocol

1. Preparação do sistema de perfusão

  1. Configure o sistema de perfusão que consiste em um banho de água, uma câmara de perfusão, duas colunas para a oxigenação, duas bombas peristálticas, duas armadilhas bolha, dois geradores de fluxo e um sensor de pressão (Figura 1). Ligação desses componentes com as secções de tubagem composta de materiais de silicone e cloreto de polivinilo de acordo com o esquema da Figura 2. Finalmente, existem dois circuitos representando o circuito fetal e materna, respectivamente.
  2. Ligue o banho de água, os aquecedores de fluxo eo aquecimento para a câmara de perfusão. A temperatura deve ser de 37 ° C.
  3. Aquecer o meio de perfusão (NCTC-135 meio de cultura de tecidos diluídas 1:2 com tampão de Earle (6,8 g / L de cloreto de sódio, 0,4 g / L de cloreto de potássio, 0,14 g / L de fosfato monossódico, 0,2 g / L de sulfato de magnésio, 0,2 g / L de cloreto de cálcio, 2 g / L de glucose) suplementado com glucose (1 g / L), dextrano 40 (10 g / L), albumina do soro bovino (10 g/ L), heparina de sódio (2.500 UI / L), amoxicilina (250 mg / L) e bicarbonato de sódio (2,2 g / L), pH 7,4), em banho de água.
  4. Consecutivamente enxaguar os sistemas arteriais de o circuito fetal e materno com um) 200 ml de água destilada, b) 50 mL de hidróxido de sódio a 1%, c) de 1% de ácido fosfórico e d) novamente 200 ml de água destilada (taxa de fluxo: 15 - 20 ml / min).
  5. Ligue a cânula fetal (ø 1,2 mm; agulha romba deve ser anexado a um conjunto de infusão agulha alada modificada) para o tubo arterial fetal.
  6. Enxaguar os sistemas arteriais de o circuito fetal e materno com um meio de perfusão até que todos os tubos contêm meio (caudal: 15-20 mL / min.) Durante esta etapa de encher os retentores de bolhas e remover todas as bolhas de jusante da armadilha. Em seguida, parar nas bombas. É muito importante que os tubos arteriais aferentes são sempre livre de bolhas, caso contrário, após punção especialmente os vasos fetais finas podem se romper.
  7. Ligue o fluxo de gás. O circuito maternal é oxigenado wipo 5% de dióxido de carbono e 95% de ar sintético e o circuito fetal, com 5% de dióxido de carbono e 95% de azoto.
  8. Iniciar a gravação do sensor de pressão.

2. Canulação da Placenta

  1. Obter placentas intacto de gestações complicadas prazo após cesariana primária. Consentimento por escrito tem de ser dada (foi obtido no caso de nossos estudos) pelas mães antes do parto e que o estudo tem de ser aprovado pelo comitê de ética local (foi o caso em nossos estudos). Primeiro controle visual deve ser feito por parteiras para garantir uma placenta saudável e intacta.
  2. Canulação da placenta é um passo crítico! Durante a perfusão a cada pequena ruptura no tecido pode conduzir a uma fuga entre a circulação materna e fetal. A placenta tem de ser obtida dentro de 30 min após o parto.
  3. Seleccione um dos cotilédones intactos a zona marginal da placenta sem perturbações visíveis no lado materno. Na placa coriônica,amarrar ambos os ramos associados da artéria umbilical e veia a montante para o lado de punção mais tarde (em direção ao cordão umbilical) usando material de sutura cirúrgica. Faça sempre dois nós.
  4. Canular a artéria fetal do primeiro. As artérias da placenta fetal são sempre menores e mais finas do que as veias.
  5. Fazer uma sutura ao redor da artéria fetal, mas não amarrá-lo imediatamente. Mantenha o recipiente com uma pinça, corte o vaso com cuidado e colocar a pequena cânula (ø 1,2 mm) na artéria. Em seguida, amarre-se a sutura (dois nós).
  6. Continuar com a veia fetal da mesma maneira, mas com um maior cânula (Ø 1,5-1,8 mm; agulha romba deve ser ligado a um conjunto de infusão de agulha com abas modificado).
  7. Ligar a bomba fetal (2 mL / min.) Se não houver fugas e sangue visível emana da cânula da fetal, lentamente aumentar o fluxo de 4 ml / min. Observe a pressão na artéria fetal, não deve exceder os 70 mm Hg. Se o fluido vaza na fetal ou companheirornal cânula corrigi-los com outro sutura.
  8. Coloque a placenta no suporte do tecido com o lado fetal e puxe a membrana placentária e tecido sobre os pontos. No final, o cotilédone perfundido deve estar no meio do furo no suporte do tecido.
  9. Estabilizar a parte em que a membrana tem apenas a placenta com uma membrana de silicone (Ø 1 mm) ou, alternativamente, duas peças de parafilme.
  10. Monte o suporte do tecido completo, aperte os parafusos e cortar o tecido pendendo. Por favor, note que o cânulas venosa e arterial não fiquem presos, mas em vez disso estava nos pequenos canais de suporte do tecido.
  11. Gire o suporte do tecido de cabeça para baixo, colocá-lo na câmara de perfusão e adicionar a tampa. Agora, o lado materno deve estar no topo. Verifique sempre se o circuito fetal ainda está intacto eo meio está fluindo para fora do tubo de veia fetal.
  12. Ligar a bomba materna (12 ml / min.) Introduzir os três contundente cânulas (Ø 0,8 mm) foi no the extremidade do tubo arterial materno para o espaço intervilositário penetrando a placa decidual. Para retornar o perfusato no circuito materna colocar um tubo de drenagem venosa, que também está ligado com a bomba materno para a posição mais baixa na parte superior da câmara de perfusão.
  13. Ligação a cânula na veia fetal ao tubo veia fetal.

3. Executar o pré-and Experimental Fase de Perfusão

  1. Para permitir que o tecido para se recuperar a partir do período isquémico após o parto e para expulsar o sangue no espaço intervilositário, uma abertura pré-fase de 20 minutos é necessária. Isso significa que a veia materna e fetal não estão levando de volta para o reservatório arterial contendo o meio de perfusão. Recolher o fluxo venoso fetal e materna em uma garrafa e descartá-lo após a pré-fase.
  2. Para avaliar a integridade da perfusão realizar outra pré-fase de 20 minutos, mas em um circuito fechado. Usar dois reservatórios separados com o meio de perfusãopara o circuito fetal e maternal e fechar os circuitos, levando o fluxo venoso fetal de volta no reservatório fetal e maternal fluxo venoso de volta no reservatório maternal.
  3. Para o experimento principal perfusão preparar dois frascos com 120 ml de meio de perfusão (um para a mãe e para o reservatório de um feto). Adicionar o radiomarcado 14 C-antipirina (4 nCi / ml, serve como controlo positivo; CUIDADO: substância radioactiva) e xenobióticos ou nanopartículas marcado por fluorescência que se pretende analisar para o reservatório materna. Misturar bem no perfusato materna.
  4. Iniciar o experimento trocando o meio de perfusão puro com os dois balões preparados (reservatórios fetais e maternas). Feche os circuitos, levando o fetal venoso saída de volta no reservatório fetal e maternal fluxo venoso de volta no reservatório maternal.
  5. Continuar a perfusão durante 6 horas e recolher amostras regularmente. Sempre ressuspender o meio no fetal e maternareservatório antes da retirada.
  6. Controlar a pressão na artéria fetal (não deve exceder os 70 mm Hg), em ambos os circuitos de pH (deve estar numa gama fisiológica 7,2-7,4), e o volume de ambos os reservatórios (perda de volume do feto não deve ser superior a 4 ml / h) durante a perfusão . Se necessário ajustar o pH usando quer o ácido clorídrico ou hidróxido de sódio.
  7. Se a perda de volume no reservatório excede fetal de 4 ml / hr existe uma fuga no tecido e tem de se parar a perfusão. A taxa de perfusão durante 6 horas, sem vazamento de sucesso é de cerca de 15-20%.
  8. Pare a perfusão após 6 horas. Apague as bombas, banhos de água, aquecedores de fluxo e fluxo de gás.
  9. Retire a placenta do detentor do tecido, corte o cotilédones perfusão (mais brilhante do que o tecido não perfundidada) e pesá-lo.
  10. Colher amostras de não perfundidada (parte da placenta que foi cortado no início, já poderia ser tomado durante a pré-fase) do tecido e perfusão (cada uma cerca de 1 g) e armazená-los a -20 ° Caté homogeneização ou em azoto líquido, para posterior análise. Fix outra amostra de tecido em formalina 4% para avaliação histopatológica. As amostras devem incluir todas as camadas da placenta.
  11. Limpar os tubos após perfusão, por lavagem, sucessivamente, os sistemas arteriais de o circuito fetal e materno com um) 200 ml de água destilada, b) 50 mL de hidróxido de sódio a 1%, c) 50 ml de ácido fosfórico a 1% e d) novamente 200 ml de água destilada (caudal: 15-20 mL / min.)

O procedimento de funcionamento de todo o experimento perfusão placenta é ilustrado na Figura 3.

4. Analisando as amostras

  1. Centrifugar as amostras de perfusato durante 10 minutos a 800 xg antes da análise para remover os eritrócitos residuais. Leve o sobrenadante para a análise posterior. As amostras podem ser deixadas durante a noite a 4 ° C. Para a análise da produção de hCG, a leptina e as amostras podem ser armazenadas a -20 ° C.
  2. Para avaliar a permeabilidade daplacenta analisar o C-antipirina 14 por cintilação líquida. Misturar 300 ul das amostras fetais e maternas com 3 ml de cocktail de cintilação e medida durante 5 minutos num contador beta.
  3. Para avaliar a transferência das nanopartículas fluorescentes ou xenobióticos de interesse ler a fluorescência a 485 nm de excitação e de emissão de 528 nm em um leitor de microplacas (comprimentos de onda são indicadas para a análise do rótulo verde amarelo que foi usado para as nanopartículas).
  4. Para determinar a viabilidade do tecido placentário durante a perfusão medida do consumo de glucose e produção de lactato no circuito fetal e materno com um sistema automático de gás do sangue. Além disso, avaliar a produção das hormonas choriongonadotropin placentária humana (hCG) e leptina nas amostras de tecido homogeneizado e os perfusatos por ensaio imunoenzimático (ELISA).

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Representative Results

A figura 4A mostra os perfis de perfusão de pequenas partículas de poliestireno (80 nm), que foram transportados através da placenta maiores em comparação com partículas de poliestireno (500 nm), que não foram transferidos para o compartimento fetal. Cada ponto de dados representa a concentração média de partícula para um determinado ponto de pelo menos 3 experiências independentes do tempo. Para poliestireno nanopartículas a transferência placentária é dependente do tamanho 19. Após 3 horas de perfusão já placenta 20-30% das partículas de poliestireno de 80 nm foram inicialmente adicionados transferido do circuito materno para o feto, ao passo que as partículas de poliestireno de 500 nm não foram aparecendo no circuito fetal, mesmo depois de 6 horas de perfusão. No entanto, a concentração das partículas materna 500 nm diminui. Imagens de fluorescência na secção histológica de tecido após a perfusão demonstrou que essas partículas se acumulam nas vilosidades da placenta (dados não mostrados). Figura 4B 14 C-antipirina. Antipirina como uma pequena molécula lipofílica é distribuído através da barreira da placenta através de difusão passiva e serve como controlo para a integridade dos circuitos. Depois de 4-6 horas de perfusão de um equilíbrio entre a concentração de antipirina fetal e materna deveria ser construído 23. Para avaliar e comparar a taxa de transporte placentário de xenobióticos a concentração proporção droga fetal-to-maternal (F / M) é geralmente exibidas (Figura 5).

Através da análise da hormona de lactato e placentária (choriongonadotropin leptina humana e) produção, bem como o consumo de glucose e a funcionalidade a viabilidade do tecido placentário, durante a perfusão podia ser monitorizados (Figura 6). Os valores para as perfusões com xenobióticos deve sempre estar no mesmo intervalo que os valores de controlo sem perfusão de xenobióticos. Além disso, histop athological avaliação do tecido placentário perfundido poderia ser executada. Uma comparação com o tecido placentário não perfundido poderia então revelar alterações patológicas devido à perfusão (por exemplo, a contaminação bacteriana) e, portanto, pode servir como um outro parâmetro de controlo de qualidade.

Outros resultados representativos obtidos com a recirculação modelo de perfusão ex vivo duplo humano placentário foram publicados recentemente 11,19.

Figura 1
Figura 1. Ex vivo perfusão placentária humana set-up. 1) Banho de água com reservatórios maternos e fetais, 2) câmara de perfusão, 3) borbulhador, 4) colunas oxigenador e 5) aquecedor de fluxo.

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Figura 2. Ilustração esquemática do modelo de perfusão ex vivo da placenta humana FA: artéria fetal; FV:. Veia fetal; MA: artéria materna; MV: veia materna; BT: bolha armadilha; PS: sensor de pressão

Figura 3
Figura 3. Procedimento de trabalho de uma experiência in vivo humana perfusão ex placentária. Após a entrega da placenta tem de ser uma cânula dentro de 30 min. Antes da fase experimental de 6 horas com recirculação de uma fase de pré-pré-fase fechada e aberta deve ser realizado durante pelo menos 20 minutos cada.

Figura 4
Figura 4. Perfis de perfusão de partículas de poliestireno e 14 </ Sup> C-antipirina 19. Perfil de Perfusão de partículas de poliestireno nos tamanhos de 80 nm (n = 4) e 500 nm (n = 3). Inicialmente, 25 ug / ml de partículas e 4,2 nCi / ml de C-14 antipirina foram adicionados ao circuito materna. A quantidade de partículas (A) e 14 C-antipirina (B) foram medidos nos circuitos maternas (M, símbolos a cheio) e fetal (F, símbolos abertos) após os pontos de tempo indicados. Exibida é a concentração média ± SE. Clique aqui para ver a figura maior .

Figura 5
Figura 5. Tamanho dependente de transferência de partículas de poliestireno em 19 a placenta humana. As relações entre as concentrações fetais e maternos de 14 C-antipirina e poliestireno partículas eram calcpovoadas após 180 min de placenta perfusão. Os dados representam a média ± SE de pelo menos 3 experiências independentes. A coluna de controle mostra perfusões sem partículas, mas com 14 C-antipirina. (* P <0,05 comparado com o valor da relação de 80 nm).

Figura 6
Figura 6. A viabilidade do tecido placentário durante a perfusão 19. (A), o consumo de glucose e produção de lactato na placenta perfundido. Apresentados é a soma das alterações no teor total nos circuitos (fetal e materna) ao longo do tempo, dividido pelo peso do cotilédone perfundido. (B) Produção de líquido Normalizada (NP dividido pelo teor de tecido inicial T0) das hormonas da placenta humana e choriongonadotropin leptina. Os dados representam a média ± SE de pelo lleste três experimentos independentes.

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Discussion

Sob a perfusão de recirculação dupla mostrou aqui, existem várias outras configurações experimentais possíveis, dependendo da questão que tem de ser respondida. Perfusões placentários Particularmente abertos são usados ​​para avaliar a depuração da droga a uma concentração de estado estacionário 3. A perfusão de recirculação set-up também pode ser aplicado para confirmar o transporte ativo de substâncias endógenas ou exógenas. Por esta abordagem, a mesma concentração do xenobiótico tem de ser adicionado à circulação materna e fetal. Assumindo que não há transporte activo contra o gradiente de concentração, a acumulação da substância de teste em qualquer um dos dois circuitos pode ser observado 24. De notar que a adição da substância de teste somente para o circuito fetal, também é viável e pode revelar o mecanismo de transporte através da barreira da placenta desta substância particular 25.

O protocolo tem evoluído ao longo time e pode variar entre os diferentes grupos de pesquisa, especialmente sobre a taxa de fluxo, composição do meio de perfusão, a forma de oxigenação e aquecimento 26,27. Especialmente a taxa de fluxo podem influenciar o tempo em que ocorre a transferência transplacentária. Para controlar isto, a adição de um composto de referência transportados passivamente como antipirina é importante. A taxa de transferência de xenobióticos pode ser sempre comparada com a taxa de antipirina (proporção F / M deve estar acima de 0,75), 26 de transferência. Uma vez que a transferência de antipirina é limitado principalmente pelo fluxo e a superfície de troca, esta comparação leva diferenças no fluxo e a dimensão do cotilédone perfundido em conta que pode variar entre os experimentos. Além disso, o FITC-dextrano pode ser acrescentado ao circuito fetal para servir como controlo para a integridade da barreira 26. Perda de volume fetal é também utilizada como marcador para a integridade da barreira. Normalmente, uma perda fetal fluido até 4 ml / hr é permitido 28, mas ore há limite geralmente aceito.

Obviamente, existem algumas desvantagens do método ex vivo da perfusão placentária humana como as variações inter-individuais e uma baixa taxa de sucesso (15-20%). Além disso, o período de perfusão de 6 horas não pode simular um tratamento crónico de drogas e, portanto, não se pode excluir totalmente a transferência de uma xenobióticos após a exposição a longo prazo. Outra limitação do modelo é que, principalmente, a transferência transplacentária a termo é avaliado enquanto a taxa de transporte com idade gestacional início quando a barreira é mais espessa ainda permanece desconhecido. Com efeito, a perfusão de placentas primeiro trimestre é possível, mas a disponibilidade destes placentas é bastante limitado. No entanto, até agora o método de perfusão placentária ex vivo é o único modelo para estudar o transporte de vários xenobióticos ou nanopartículas no tecido placentário humano organizado. Enquanto toxicodinâmica no modelo humano de perfusão ex vivo pode ser analisada somente no pltecido acental, experiências com animais podem realmente fornecer também informações sobre a embriotoxicidade. No entanto, devido às diferenças anatómicas da barreira placentária entre seres humanos e roedores estes resultados não podem ser extrapolados para seres humanos 4,5. Outra possibilidade para investigar transferência transplacentária podem ser os modelos de cultura de células, como citotrofoblastos primárias, linhas de células de coriocarcinoma, vesículas de membrana do plasma isoladas ou explantes de tecidos da placenta 29. O modelo mais utilizado é a linha celular Bewo; estas células são provenientes de um coriocarcinoma gestacional maligna e pode formar uma monocamada confluente de uma membrana permeável, para estudos de transporte pode ser realizada. Resultados de estudos de transporte que utilizam o modelo de célula Bewo correlacionam-se bem com os resultados obtidos no ex vivo humano perfusão placentária 30. No entanto, para estudar os detalhes do transporte da droga (por exemplo, a contribuição de uma proteína de transporte específica) e do metabolismo, o modelo de célula pode ser m Bewominério viável, principalmente porque é mais fácil de manusear e suscetíveis à manipulação, como expressão de transportadores ou enzimas geneticamente modificadas, mas em relação aos estudos gerais de transferência de drogas a confiabilidade deste modelo é limitada. Falta o fluxo sanguíneo e a integridade da monocamada deve ser avaliada cuidadosamente, uma vez que depende de vários factores tais como as condições de cultura celular, densidade de semeadura, a duração da exposição e a membrana de inserção 6,29.

Diferentes xenobióticos e também nanopartículas se ligam a várias proteínas plasmáticas que podem influenciar significativamente a transferência transplacentária 31, considerando a ligação às proteínas plasmáticas, é importante. O meio de perfusão contém albumina de soro bovino, a proteína do plasma mais frequente. Recentemente, um estudo mostrou que as relações de transferência de várias substâncias obtidos com o modelo de perfusão ex-vivo de placenta humana correlaciona bem com o sangue do cordão umbilical, em vivo para maternarácios de concentração no sangue quando as relações de transferência foram ajustados de acordo com a extensão de 12 de ligação às proteínas plasmáticas.

No geral, o modelo de perfusão placentária ex vivo é um método válido e confiável para estudar o transporte através da placenta humana e para prever o in vivo passagem transplacentária de xenobióticos e nanopartículas.

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Disclosures

Os autores declaram que não têm interesses financeiros concorrentes.

Acknowledgements

Este trabalho é apoiado financeiramente pela Fundação Nacional Suíço (NRP programa 64, conceder nenhuma 4064-131232).

Materials

Name Company Catalog Number Comments
NCTC-135 medium ICN Biomedicals, Inc. 10-911-22C could be replaced by Medium 199 from Sigma (M3769)
Sodium chloride (NaCl) Sigma-Aldrich, Fluka 71381
Potassium chloride (KCl) Hospital pharmacy also possible: Sigma (P9541)
Monosodium phosphate (NaH2PO4 · H2O) Merck 106346
Magnesium sulfate (MgSO4 · H2O) Sigma-Aldrich, Fluka 63139
Calcium chloride (CaCl, anhydrous) Merck 102388
D(+) Glucose (anhydrous) Sigma-Aldrich, Fluka 49138
Sodium bicarbonate (NaHCO3) Merck 106329
Dextran from Leuconostoc spp. Sigma-Aldrich 31389
Bovine serum albumin (BSA) Applichem A1391
Amoxicilline (Clamoxyl) GlaxoSmithKline AG 2021101A
Sodium heparin B. Braun Medical AG 3511014
Sodium hydoxide (NaOH) pellets Merck 106498 CAUTION: corrosive
Ortho-phosphoric acid 85% (H3PO4) Merck 100573 CAUTION: corrosive
Maternal gas mixture: 95% synthetic air, 5% CO2 PanGas AG
Fetal gas mixture: 95% N2, 5% CO2 PanGas AG
Antipyrine (N-methyl-14C) American Radiolabeled Chemicals, Inc. ARC 0108-50 μCi CAUTION: radioactive material (specific activity: 55mCi/mmol)
Scintillation cocktail (IrgaSafe Plus) Zinsser Analytic GmbH 1003100
Polystyrene particles 80 nm Polyscience, Inc. 17150
Polystyrene particles 500 nm Polyscience, Inc. 17152
EQUIPMENT
Water bath VWR 462-7001
Thermostat IKA-Werke GmbH Co. KG 3164000
Peristaltic pumps Ismatec ISM 833
Bubble traps (glass) UNI-GLAS Laborbedarf
Flow heater UNI-GLAS Laborbedarf
Pressure sensor + Software for analyses MSR Electronics GmbH 145B5
Notebook Hewlett Packard
Miniature gas exchange oxygenator Living Systems Instrumentation LSI-OXR
Tygon Tube (ID: 1.6 mm; OD: 4.8 mm) Ismatec MF0028
Tubes for pumps (PharMed BPT; ID: 1.52 mm) Ismatec SC0744
Blunt cannulae ( 0.8 mm) Polymed Medical Center 03.592.81
Blunt cannulae ( 1.2 mm) Polymed Medical Center 03.592.90
Blunt cannulae ( 1.5 mm) Polymed Medical Center 03.592.94
Blunt cannulae ( 1.8 mm) Polymed Medical Center 03.952.82
Parafilm VWR 291-1212
Perfusion chamber with tissue holder (plexiglass) Internal technical department Similar equipment is available from Hemotek Limited, UK
Surgical suture material (PremiCron) B. Braun Medical AG C0026005
Winged Needle Infusion Set (21G Butterfly) Hospira, Inc. ASN 2102
Multidirectional stopcock (Discofix C-3) B. Braun Medical AG 16494C
Surgical scissors B. Braun Medical AG BC304R
Dissecting scissors B. Braun Medical AG BC162R
Needle holder B. Braun Medical AG BM200R
Dissecting forceps B. Braun Medical AG BD215R
Automated blood gas system Radiometer Medical ApS ABL800 FLEX
Multi-mode microplate reader BioTek Synergy HT
Liquid scintillation analyzer GMI, Inc. Packard Tri-Carb 2200
Scintillation tubes 5.5 ml Zinsser Analytic GmbH 3020001
Tissue Homogenizer OMNI, Inc. TH-220
pH meter + electrode VWR 662-2779

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References

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