Моделирование окна имплантации: данные, полученные с помощью органоидов и стромальных клеток эндометрия из биоптатов эндометрия и менструальной крови

Цель: Можно ли использовать органоиды из менструальной крови (MB-органоиды) и стромальные клетки эндометрия человека (MB-ESCs) в качестве физиологически значимой неинвазивной модели для изучения функции эндометрия и его гормонального ответа?

Краткий ответ: MB-органоиды и ESCs воспроизводят ключевые структурные и функциональные особенности эндометрия и реагируют на гормональную стимуляцию сопоставимо с моделями, полученными из биоптатов, что подтверждает перспективность их применения в исследованиях репродуктивной системы.

Что уже известно: Органоиды эндометрия, полученные из биоптатов, позволили получить ценные сведения о физиологии эндометрия и имплантации. Однако необходимость инвазивного забора ткани ограничивает их применение в клинических и научных исследованиях. Менструальная кровь содержит жизнеспособные клетки эндометрия, однако её потенциал для создания функциональных трёхмерных (3D) моделей изучен недостаточно.

Дизайн, размер выборки и продолжительность: В рамках этого поперечного исследования на клеточной культуре были созданы и охарактеризованы 3D-органоиды и ESCs, полученные из менструальной крови; оценивали их структурные и функциональные свойства, а также ответ на гормональную стимуляцию в течение нескольких недель культивирования in vitro. Исследование проводили с октября 2023 года по декабрь 2024 года в двух университетских больницах Европы.

Участники, материалы, условия и методы: Образцы менструальной крови были собраны у 6 здоровых фертильных доноров. Изолированные клетки эндометрия культивировали с использованием трёхслойной градиентной системы для получения MB-органоидов либо отбирали для получения MB-ESCs. MB-органоиды характеризовали по морфологическим признакам, включая выявление отложения гликогена с помощью окраски периодической кислотой и реактивом Шиффа (PAS), анализ пиноподий методом сканирующей электронной микроскопии (SEM) и иммунофлуоресцентное выявление эпителиальных (CK8/18) и стромальных (виментин) маркеров. Децидуализацию ESCs оценивали по экспрессии IGFBP-1 и ZBTB16 после гормональной стимуляции; для прекращения передачи прогестеронового сигнала использовали мифепристон.

Основные результаты и роль случайности: MB-органоиды продемонстрировали структурные и функциональные характеристики, сходные с таковыми у органоидов эндометрия, полученных из биоптатов, включая накопление гликогена и формирование пиноподий, что свидетельствует о рецептивности эндометрия. Иммунофлуоресцентный анализ подтвердил наличие эпителиальной и стромальной клеточных популяций, а также продукцию гликоделина A. В ответ на гормональную стимуляцию в MB-ESCs происходила децидуализация, сопровождавшаяся повышением экспрессии IGFBP-1 и ZBTB16; мифепристон подавлял эту реакцию, подтверждая функциональную значимость модели.

Ограничения и основания для осторожной интерпретации: Эта система культивирования моделирует ключевые особенности эндометрия, но не воспроизводит сложность условий in vivo. Хотя органоиды и ESCs из менструальной крови реагируют на гормональные стимулы, вариабельность между донорами и отсутствие иммунных и сосудистых компонентов ограничивают физиологическую значимость модели. Для повышения воспроизводимости и более точного воссоздания динамической среды эндометрия необходимы более крупные исследования и усовершенствованные системы совместного культивирования.

Более широкие последствия результатов: Менструальная кровь представляет собой неинвазивный и доступный источник для создания функциональных моделей эндометрия. MB-органоиды и MB-ESCs перспективны для применения в репродуктивной медицине, включая скрининг лекарственных препаратов, моделирование заболеваний и разработку персонализированной терапии эндометриальных нарушений.

Финансирование и конфликт интересов: Исследование выполнено при поддержке Министерства университетов и научных исследований Италии в рамках инициативы NextGenerationEU PNRR «THE» (Tuscany Health Ecosystem), направление 6 «Точная медицина и персонализированная медицинская помощь» (ECS_00000017); Эстонского исследовательского совета, грант PRG1076; Шведского исследовательского совета, грант 2024-02530; Фонда Novo Nordisk, грант NNF24OC0092384; а также программы Horizon Europe, проект NESTOR, грант 101120075. Финансирование открытого доступа Университета Сиены частично покрыло расходы на публикацию статьи. Авторы заявляют об отсутствии конфликтов интересов.