新技术|对胎盘和胚胎的毒性测试

苏黎世联邦理工学院的研究人员开发了一种细胞培养测试，检测直接或间接伤害胚胎的物质。基于现有的用于开发新药和化学药品的测试，该增强版旨在帮助减少动物实验的数量。

　　

药物必须是安全的，不仅是对病人;对于怀孕的病人，药物也必须对仍在子宫内的胎儿安全。因此，在新药开发的早期阶段，候选物质在培养皿中对小鼠胚胎干细胞进行测试。这是为了避免胚胎损伤效应只在怀孕小鼠试验的后期才被注意到。

然而，这些细胞培养测试是子宫中发生的事情的一个高度简化的版本。研究人员只需将测试材料添加到有盖培养皿中的胚胎干细胞培养中，就可以识别出对胚胎细胞有直接不利影响的物质。相比之下，在孕妇体内，活性药物成分可能会被母亲的新陈代谢所改变，并通过胎盘进入胚胎的血液。此外，标准的细胞培养试验不能检测到对胚胎有间接影响的物质，例如，它们会干扰胎盘的功能或产生应激反应。

具有不同细胞类型的芯片

位于巴塞尔的苏黎世联邦理工学院生物系统科学与工程系的研究人员现在设计了一种实验室测试，将胎盘的作用纳入胚胎毒性评估中。为了实现这一目标，ETH教授Andreas Hierlemann团队的博士生Julia Boos和她的同事开发了一种新的芯片。该芯片包含几个隔间，所有隔间都由微型通道相互连接。在这种芯片上，科学家们将取自细胞系的人类胎盘细胞与取自小鼠胚胎干细胞系的微组织球体结合起来，这种微组织球体被称为“胚胎体”，它反映了胚胎的早期发育。测试物质首先遇到一层胎盘细胞，它们在到达胚胎细胞之前必须通过这层细胞，从而在子宫内复制这种情况。

顺便说一句，这些实验不能产生可存活的胚胎。来自细胞系的胚胎细胞只经历胚胎发育的最初阶段，为期十天。

测试发现间接损坏

为了证明新测试的功能，研究人员使用了即使直接接触胚胎体也不会伤害它们的微粒。然而，通过这项也包括胎盘细胞的新测试，科学家们观察到一种潜在的间接副作用。尽管胎盘细胞设法阻止微粒进入胚胎细胞，这意味着微粒没有进入胚胎细胞，但胎盘细胞显示了可检测到的应激反应。

现在，研究人员希望进一步发展他们的系统，以更合适的塑料材料。将来也可以设想使用人类干细胞系，而不是小鼠细胞来形成胚胎体。“实验室动物和人类之间存在着显著的差异，特别是在胚胎发育和发生在胎盘中的过程方面，”Boos说，并继续说道:“在所有器官中，胎盘是物种之间差异最显著的地方。”

该小组的目标是创造一种新的测试方法，这种方法也易于用于制药行业。在药物开发的早期阶段能够检测并消除对胚胎有害的物质，这意味着随后将有更少的物质在动物身上进行体内研究。

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