Z tego powodu od lat rozwijane są laboratoryjne modele, które mają choć częściowo zastąpić badania in vivo. Jednym z nich są systemy typu „organ-on-a-chip”, czyli miniaturowe układy, w których hoduje się komórki lub tkanki w mikroskopijnych kanałach, z kontrolowanym przepływem płynów i specjalnie dobranymi warunkami. W porównaniu z klasycznymi hodowlami komórkowymi pozwalają one lepiej naśladować to, co dzieje się w żywym organizmie.

W badaniu opublikowanym w czasopiśmie „Cell” naukowcy opracowali trójwymiarowy model ludzkiego endometrium (błony śluzowej wyściełającej macicę) zintegrowany z układem typu „organ-on-a-chip” . Do sztucznie wytworzonej tkanki przykładano ludzkie blastocysty, będące bardzo wczesną postacią zarodka, oraz tzw. blastoids, czyli struktury podobne do blastocysty, uzyskiwane z komórek macierzystych. Dzięki temu można było obserwować, jak dochodzi do pierwszego kontaktu, przyczepiania się i wnikania struktur embrionalnych w tkankę endometrium, czyli najważniejszych etapów implantacji. Model nie służył wyłącznie do obserwacji zagnieżdżania zarodka. Zespół badaczy porównał zachowanie zarodków w kontakcie z endometrium pochodzącym od różnych osób. W szczególności wykorzystano materiał od pacjentek z rozpoznaną nawracającą nieudolnością implantacji (RIF) oraz kobiet bez takiego problemu. W modelu laboratoryjnym tkanka pochodząca od pacjentek z RIF była wyraźnie mniej sprzyjająca implantacji – zarodki mniej skutecznie wnikały w endometrium, a część procesów komórkowych przebiegała inaczej niż w grupie kontrolnej. To sugeruje, że chip potrafi uchwycić realne biologiczne różnice związane z receptywnością macicy.

Autorzy pracy sprawdzili także, czy taki model może posłużyć do testowania leków. Przeprowadzono przegląd wybranych substancji już dopuszczonych do stosowania u ludzi, aby zobaczyć, czy któraś z nich poprawia parametry implantacji w endometrium pochodzącym od pacjentek z RIF. W warunkach laboratoryjnych udało się wskazać związki, które zwiększały skuteczność implantacji w chipie. Na tym etapie jest to jednak dowód na użyteczność modelu jako narzędzia badawczego, a nie gotowa propozycja terapii dla pacjentek.

Model ten odnosi się wyłącznie do bardzo wczesnego etapu ciąży i obejmuje jedynie wybrane aspekty biologii implantacji. Nie odtwarza pełnej sieci naczyń krwionośnych, złożonej roli układu odpornościowego ani całego kontekstu hormonalnego funkcjonującego w organizmie kobiety. Oznacza to, że uzyskiwane w nim wyniki należy interpretować jako uproszczony obraz złożonego procesu, a nie jego pełną rekonstrukcję. Nie zmienia to jednak faktu, że tego typu platformy mają realną wartość badawczą. Dla biologii rozrodu i medycyny reprodukcyjnej stanowią narzędzie umożliwiające analizę mechanizmów, które dotąd pozostawały trudno dostępne eksperymentalnie. Zamiast opierać się wyłącznie na danych klinicznych, pozwalają rozłożyć proces implantacji na poszczególne etapy i sprawdzić, na którym z nich pojawiają się zaburzenia, zwłaszcza w przypadku endometrium o obniżonej receptywności. Nie jest to więc próba zastąpienia naturalnej ciąży, lecz stworzenie kontrolowanego układu do badania jej początkowej fazy. To narzędzie badawcze, które może pomóc lepiej zrozumieć biologiczne przyczyny nieudanych implantacji oraz ocenić potencjalne strategie ich modyfikowania, zanim trafią one do badań klinicznych.