Študija bo pomagala razviti terapije za izboljšanje pljučne funkcije pri plodovih z zaostankom v rasti

Če plod med nosečnostjo raste pod normalno ravnjo, se z vsakim tednom nosečnosti povečuje tveganje, da se nekateri njegovi organi ne razvijejo pravilno, kar lahko negativno vpliva na zdravje otroka po rojstvu. Dolgoročni učinki omejitve rasti ploda na razvoj možganov in srca in ožilja so bili predmet številnih raziskav, vendar primanjkuje znanstvenih podatkov o njenih učinkih na pljuča.

To je bila tema študije, ki sta jo skupaj izvedla Raziskovalni center za fetalno medicino BCNatal (bolnišnici Clínic Barcelona in Sant Joan de Déu) in Univerza Pompeu Fabra (UPF), v kateri so ugotovili razlike v razvoju pljuč med plodovi z omejeno rastjo in normalnimi plodovi glede na njihov žilni upor. Raziskovalci so to preučevali z merjenjem hitrosti pretoka krvi v plodu in analizo teh podatkov s pomočjo metod umetne inteligence in računalniških modelov.

Ugotovitve, nedavno objavljene v članku v reviji Scientific Reports, odpirajo možnost razvoja terapij, katerih cilj je izboljšanje razvoja pljuč pri plodovih z zaostankom v rasti in preprečevanje težav z dihanjem, ki lahko trajajo ne le v otroštvu, temveč tudi v adolescenci in odrasli dobi.

Vodilni raziskovalci te študije sta Fátima Crispiel, raziskovalka BCNatal in Clínic-IDIBAPS v skupini za fetalno in perinatalno medicino, in Bart Beijnens (ICREA, UPF), raziskovalec v enoti BCN MedTech na oddelku za inženiring UPF. Drugi raziskovalci pripadajo različnim službam in raziskovalnim skupinam Clínic-IDIBAPS ter so povezani tudi z Univerzo v Barceloni in CIBER za respiratorne in redke bolezni.

V študiji je sodelovalo več kot 200 nosečnic. V študiji so analizirali pretok krvi ploda in njegove spremembe z dodatnim kisikom pri 208 nosečnicah med 24. in 37. tednom nosečnosti. Vse ženske so bile pregledane v klinični bolnišnici v Barceloni, kjer so opravile vse potrebne teste za študijo.

V 97 od teh primerov so imeli plodovi omejeno zaostanek v rasti, kar je povzročilo zelo nizko porodno težo. Preostalih 111 plodov je imelo normalno rast. Pri vsakem od teh plodov so izmerili hitrost pretoka krvi v glavnih arterijah in pljučnih žilah, nato pa jo primerjali z umetno inteligenco. Poleg tega so z računalniškim modelom izračunali upor pljuč.

Ilustrativne Dopplerjeve slike glavne pljučne arterije in intrapulmonalne arterije ploda. Vir: Vellvé, K., Garcia-Canadilla, P., Nogueira, M. in sod.

Hitrost pretoka krvi v pljučih ploda je bila analizirana tako pri normalnih pogojih dihanja matere kot po dajanju dodatnega kisika preko maske (pogoji hiperoksigenacije). Ta analiza je bila izvedena z uporabo tehnike, ki temelji na oddajanju ultrazvočnih valov na plod za oceno hitrosti pretoka krvi v celotnem krvnem obtoku na podlagi Dopplerjevih načel.

V nasprotju s tem upornosti organov, kot so pljuča, ni mogoče neposredno izmeriti z ultrazvokom, zato je bil za merjenje uporabljen računalniški model, ki predstavlja srce in krvne žile. Za primerjavo lahko ta računalniški model primerjamo s simulacijo elektronskega vezja. Raziskovalci so poustvarili računalniško različico fetalnega žilnega sistema in z uporabo izmerjenih pretokov krvi in modeliranja drugih parametrov lahko ocenili upornost in elastičnost različnih organov.

Nazadnje so bile za primerjavo vzorcev pretoka krvi pri plodovih uporabljene metode strojnega učenja, ki temeljijo na tehnikah umetne inteligence, kar je pomagalo pri razvrščanju v različne kategorije glede na parametre pretoka in klinične kazalnike.

Kasneje je preučevanje učinkov hiperoksigenacije pokazalo, da je bila povezana s spremembami pljučnega upora kot posledica dodatnega kisika, ki je bil dobavljen materi, in dokazano je bilo, da več kisika izboljša pljučni pretok krvi pri plodovih z zaostankom v rasti, ne da bi to vplivalo na normalne plodove.

»Rezultati študije v bistvu kažejo, da imajo plodovi z zaostankom v rasti drugačno povprečno hitrost pretoka krvi in žilni upor v pljučih kot normalni plodovi, kar je mogoče normalizirati z zagotavljanjem dodatnega kisika materi,« pojasnjuje Beijnens (ICREA, UPF).

»Odkritje teh razlik v pljučnih žilah odpira možnost razvoja prihodnjih terapevtskih strategij za izboljšanje delovanja pljuč pri plodovih z zaostankom v rasti. Po rojstvu lahko te izboljšave v razvoju ploda zmanjšajo tveganje za razvoj bolezni dihal pozneje v življenju,« pojasnjuje dr. Crispius (BCNatal, Clínic).