Когда ребенок рождается маленьким, это часто связывают с генетическими факторами или факторами материнского риска, такими как плохое питание или курение. Но исследование близнецов, проведенное учеными из Бостонской детской больницы, теперь обнаруживает, что более медленный транспорт кислорода от матери к ребенку через плаценту предсказывает более медленный рост плода, а также меньший размер мозга и печени.
Исследование, опубликованное сегодня в Scientific Reports, является первым, в котором проводится прямая связь между исходами родов и переносом кислорода через плаценту.
Изучая однояйцевых близнецов, исследователи смогли контролировать как генетические факторы, так и факторы материнского риска. Хотя однояйцевые близнецы также разделяют плаценту, она разделена на два отдельных отсека, и один из них может быть более здоровым, чем другой.
п. Эллен Грант, доктор медицины, директор Бостонского детского фетально-неонатального центра нейровизуализации и исследований развития, и Эльфар Адальштейнссон, доктор философии в Массачусетском технологическом институте, разработали неинвазивный метод, который использует МРТ для отображения времени доставки кислорода через плаценту в режиме реального времени. Используя этот метод, получивший название МРТ, зависящий от уровня оксигенации крови (BOLD), они показали, что у дисфункциональной плаценты есть большие области с медленным транспортом кислорода к плоду.
"До сих пор у нас не было возможности изучить региональную функцию плаценты in vivo," говорит Грант. "Пренатальное ультразвуковое исследование или обычная клиническая МРТ может оценить структуру плаценты, но не может оценить региональную функцию, которая неоднородна по всей плаценте. Допплерография, современный клинический метод оценки функции плаценты, измеряет кровоток в пупочных артериях и других сосудах плода, но не может определить, насколько хорошо кислород или питательные вещества транспортируются от матери к плоду."
Картирование плацентарного кислорода в реальном времени
В новом исследовании, участвующем в финансируемом Национальным институтом здравоохранения проекте Human Placenta Project, Грант, со-старший научный сотрудник Джулиан Робинсон, доктор медицинских наук, руководитель акушерства в Бригаме и женской больнице (BWH), и их коллеги на протяжении всего пути следили за семью наборами однояйцевых близнецов. до рождения, в частности, отслеживание беременностей, в которых один из близнецов был меньше другого.
На сроке от 29 до 34 недель беременности семерым матерям была сделана BOLD МРТ в течение примерно 30 минут. В то время как они вдыхали чистый кислород в течение 10-минутных промежутков, команда Гранта измерила, сколько времени потребовалось кислороду, чтобы достичь максимальной концентрации в плаценте, известной как время выхода на плато (ВДП), а затем сколько времени потребовалось, чтобы кислород прошел через него. пуповина в плод и проникает в мозг и печень. Исследователи под руководством Полины Голланд, доктора философии из Массачусетского технологического института CSAIL, использовали алгоритмы коррекции изображения, разработанные Массачусетским технологическим институтом, для корректировки движений плода.
Они обнаружили, что более длительное ВДП в плаценте коррелирует с меньшими объемами печени и мозга и меньшим весом новорожденного при рождении. ВДП также коррелировала с патологией плаценты, когда плацентарный патолог Друцилла Робертс, доктор медицины, исследовал плаценту после рождения в Массачусетской больнице общего профиля (MGH).
Грант надеется, что работа ее команды будет использована для лучшего понимания факторов риска беременности, разработки пренатального теста для матерей с подозрением на плацентарную дисфункцию и, в конечном итоге, для улучшения дородового ухода. "Наша следующая цель – выяснить, что вызывает изменение транспорта кислорода в плаценте, и определить пороговое значение, которое может вызывать беспокойство при беременности, в том числе при одноплодной беременности," она говорит. "Затем мы можем подумать о возможных методах лечения, улучшающих перенос кислорода через плаценту, и использовать наши методы для немедленной оценки эффективности этих методов лечения."
Будущие направления
Грант считает, что перенос кислорода через плаценту является ярким примером того, как факторы окружающей среды могут изменять ДНК, которую мы все унаследовали. В будущих исследованиях будет изучено, как перенос кислорода через плаценту влияет на экспрессию генов плода, а также на конкретные показатели развития мозга и метаболизма органов. В этих исследованиях будет использоваться специальная катушка МРТ для повышения точности изображения, разработанная для беременных матерей сотрудником Ларри Уолдом, доктором философии, в Athinoula A. Мартинос Центр. Уильям Барт, доктор медицины, руководитель отдела материнско-фетальной медицины в MGH, и Хлоя Зера, доктор медицины, магистр здравоохранения, акушер BWH, также присоединились к команде, чтобы руководить разработкой новых стратегий МРТ для улучшения ведения беременных.
"Плацента играет ключевую роль в развитии плода и здоровье матери," говорит Дэвид Вайнберг, руководитель проекта NIH Human Placenta Project, запущенного Национальным институтом здоровья детей и развития человека Юнис Кеннеди Шрайвер. "Понимание того, как он функционирует, необходимо для разработки мероприятий по улучшению здоровья матерей и их младенцев."