Placental Nanoparticle Uptake-On-a-Chip: The Impact of Trophoblast Syncytialization and Shear Stress
Notice bibliographique
Résumé
The placenta is a dynamic and complex organ that plays an essential role in the health and development of the fetus. Placental disorders can affect the health of both the mother and the fetus. There is currently an unmet clinical need to develop nanoparticle-based therapies to target and treat placental disorders. However, little is known about the interaction of nanoparticles (NPs) with the human placenta under biomimetic conditions. Specifically, the impact of shear stress exerted on the trophoblasts (placental epithelial cells) by the maternal blood flow, the gradual fusion of the trophoblasts along the gestation period (syncytialization), and the impact of microvilli formation on the cell uptake of NPs is not known. To this end, we designed dynamic placenta-on-a-chip models using BeWo cells to recapitulate the micro-physiological environment, and we induced different degrees of syncytialization via chemical induction with forskolin. We characterized the degree of syncytialization quantitatively by measuring beta human chorionic gonadotropin (β-hCG) secretion, as well as qualitatively by immunostaining the tight junction protein, ZO-1, and counter nuclear staining. We also characterized microvilli formation under static and dynamic conditions via F-actin staining. We used these models to measure the cell uptake of chondroitin sulfate a binding protein (CSA) conjugated and control liposomes using confocal microscopy, followed by image analysis. Interestingly, exposure of the cells to a dynamic flow of media intrinsically induced syncytialization and microvilli formation compared to static controls. Under dynamic conditions, BeWo cells produced more β-hCG in conditions that increased the cell exposure time to forskolin ( p < 0.005). Our cell uptake results clearly show a combined effect of the exerted shear stress and forskolin treatment on the cell uptake of liposomes as uptake increased in forskolin exposed conditions ( p < 0.05). Overall, the difference in the extent of cell uptake of liposomes among the different conditions clearly displays a need for the development of dynamic models of the placenta that consider the changes in the placental cell phenotype along the gestation period, including syncytialization, microvilli formation, and the expression of different transport and uptake receptors. Knowledge generated from this work will inform future research aiming at developing drug delivery systems targeting the placenta.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».