Studiul va contribui la dezvoltarea de terapii pentru îmbunătățirea funcției pulmonare la fetușii cu retard de creștere

Dacă fătul crește sub niveluri normale în timpul sarcinii, riscul crește cu fiecare săptămână de gestație ca unele dintre organele sale să nu se dezvolte corect, ceea ce poate afecta negativ sănătatea bebelușului după naștere. Efectele pe termen lung ale restricției de creștere fetală asupra dezvoltării creierului și cardiovasculare au făcut obiectul multor cercetări, dar există o lipsă de date științifice privind efectele sale asupra plămânilor.

Acesta a făcut obiectul unui studiu realizat în comun de Centrul de Cercetare în Medicină Fetală BCNatal (Spitalele Clínic Barcelona și Sant Joan de Déu) și Universitatea Pompeu Fabra (UPF), care a identificat diferențe în dezvoltarea pulmonară între fetușii cu creștere limitată și fetușii normali în ceea ce privește rezistența vasculară. Cercetătorii au studiat acest aspect prin măsurarea vitezei fluxului sanguin la făt și analizarea acestor date cu ajutorul metodelor de inteligență artificială și al modelelor computerizate.

Constatările, publicate recent într-o lucrare din revista Scientific Reports, deschid posibilitatea dezvoltării de terapii care vizează îmbunătățirea dezvoltării pulmonare la fetușii cu creștere restricționată și prevenirea problemelor respiratorii care pot persista nu numai în copilărie, ci și în adolescență și la vârsta adultă.

Investigatorii principali ai acestui studiu sunt Fátima Crispiel, cercetător BCNatal și Clínic-IDIBAPS în cadrul Grupului de Medicină Fetală și Perinatală, și Bart Beijnens (ICREA, UPF), cercetător în cadrul Unității BCN MedTech din cadrul Departamentului de Inginerie UPF. Ceilalți cercetători aparțin diferitelor servicii și grupuri de cercetare ale Clínic-IDIBAPS și sunt, de asemenea, asociați cu Universitatea din Barcelona și cu CIBER pentru Boli Respiratorii și Rare.

Studiul a implicat peste 200 de femei însărcinate. Studiul a analizat fluxul sanguin fetal și modificările acestuia în funcție de administrarea de oxigen suplimentar la 208 femei însărcinate, între 24 și 37 de săptămâni de sarcină. Toate femeile au fost examinate la Spitalul Clínic din Barcelona, unde au fost supuse tuturor testelor necesare pentru studiu.

În 97 dintre aceste cazuri, fetușii au prezentat o întârziere limitată a creșterii, rezultând o greutate foarte mică la naștere. Cei 111 fetuși rămași au avut o creștere normală. La fiecare dintre acești fetuși, viteza fluxului sanguin în arterele principale și vasele pulmonare a fost măsurată, apoi comparată folosind inteligența artificială. În plus, rezistența plămânilor a fost calculată folosind un model computerizat.

Imagini Doppler ilustrative ale arterei pulmonare principale fetale și ale arterei intrapulmonare. Sursa: Vellvé, K., Garcia-Canadilla, P., Nogueira, M., et al.

Viteza fluxului sanguin pulmonar fetal a fost analizată atât în condiții normale de respirație maternă, cât și după administrarea de oxigen suplimentar prin intermediul unei măști (condiții de hiperoxigenare). Această analiză a fost efectuată utilizând o tehnică bazată pe emiterea de unde ultrasonice către făt pentru a estima viteza fluxului sanguin în circulația sa, pe baza principiilor Doppler.

În schimb, rezistența unor organe precum plămânii nu poate fi măsurată direct cu ajutorul ultrasunetelor, iar pentru măsurarea acesteia s-a folosit un model computerizat care reprezintă inima și vasele de sânge. Pentru comparație, acest model computerizat poate fi comparat cu o simulare a unui circuit electronic. Cercetătorii au recreat o versiune computerizată a sistemului vascular fetal și, utilizând debitele sanguine măsurate și modelând alți parametri, au reușit să estimeze rezistența și elasticitatea diferitelor organe.

În cele din urmă, s-au utilizat metode de învățare automată bazate pe tehnici de inteligență artificială pentru a compara modelele de flux sanguin al fetușilor, ceea ce a ajutat la gruparea acestora în diferite categorii în funcție de parametrii de flux și indicatorii clinici.

Ulterior, examinarea efectelor hiperoxigenării a arătat că aceasta a fost asociată cu modificări ale rezistenței pulmonare ca urmare a oxigenului suplimentar furnizat mamei și s-a demonstrat că o cantitate mai mare de oxigen îmbunătățește fluxul sanguin pulmonar la fetușii cu creștere restricționată, fără a afecta fetușii normali.

„Practic, rezultatele studiului arată că fetușii cu creștere restricționată au o viteză medie a fluxului sanguin, precum și o rezistență vasculară în plămâni diferite față de fetușii normali, iar acest lucru poate fi normalizat prin furnizarea de oxigen suplimentar mamei”, explică Beijnens (ICREA, UPF).

„Descoperirea acestor diferențe în vasele pulmonare deschide posibilitatea dezvoltării unor strategii terapeutice viitoare pentru îmbunătățirea funcției pulmonare la fetușii cu restricție de creștere. După naștere, aceste îmbunătățiri ale dezvoltării fetale pot reduce riscul de a dezvolta boli respiratorii mai târziu în viață”, explică Dr. Crispius (BCNatal, Clínic).