Lo studio aiuterà a sviluppare terapie per migliorare la funzione polmonare nei feti con ritardo di crescita

Se il feto cresce al di sotto dei livelli normali durante la gravidanza, il rischio che alcuni dei suoi organi non si sviluppino correttamente aumenta con ogni settimana di gestazione, con conseguenti effetti negativi sulla salute del bambino dopo la nascita. Gli effetti a lungo termine della restrizione della crescita fetale sullo sviluppo cerebrale e cardiovascolare sono stati oggetto di numerose ricerche, ma mancano dati scientifici sui suoi effetti sui polmoni.

Questo è stato l'oggetto di uno studio condotto congiuntamente dal Centro di Ricerca in Medicina Fetale BCNatal (Clinica di Barcellona e Ospedali Sant Joan de Déu) e dall'Università Pompeu Fabra (UPF), che ha identificato differenze nello sviluppo polmonare tra feti con crescita limitata e feti normali in termini di resistenza vascolare. I ricercatori hanno studiato questo aspetto misurando la velocità del flusso sanguigno nel feto e analizzando questi dati con il supporto di metodi di intelligenza artificiale e modelli computerizzati.

I risultati, pubblicati di recente in un articolo sulla rivista Scientific Reports, aprono la possibilità di sviluppare terapie volte a migliorare lo sviluppo polmonare nei feti con ritardo di crescita e a prevenire problemi respiratori che possono persistere non solo durante l'infanzia, ma anche nell'adolescenza e nell'età adulta.

I principali ricercatori di questo studio sono Fátima Crispiel, ricercatrice del BCNatal e Clínic-IDIBAPS nel Gruppo di Medicina Fetale e Perinatale, e Bart Beijnens (ICREA, UPF), ricercatore presso l'Unità MedTech del Dipartimento di Ingegneria dell'UPF. Gli altri ricercatori appartengono a diversi servizi e gruppi di ricerca del Clínic-IDIBAPS e sono anche associati all'Università di Barcellona e al CIBER per le Malattie Respiratorie e Rare.

Lo studio ha coinvolto più di 200 donne in gravidanza. Lo studio ha analizzato il flusso sanguigno fetale e le sue variazioni con l'aggiunta di ossigeno in 208 donne in gravidanza tra la 24a e la 37a settimana di gravidanza. Tutte le donne sono state visitate presso l'Ospedale Clinic di Barcellona, dove sono state sottoposte a tutti gli esami necessari per lo studio.

In 97 di questi casi, i feti presentavano un ritardo di crescita limitato, con conseguente peso alla nascita molto basso. I restanti 111 feti presentavano una crescita normale. In ciascuno di questi feti, è stata misurata la velocità del flusso sanguigno nelle arterie principali e nei vasi polmonari, quindi confrontata utilizzando l'intelligenza artificiale. Inoltre, la resistenza polmonare è stata calcolata utilizzando un modello computerizzato.

Immagini Doppler illustrative dell'arteria polmonare principale e intrapolmonare del feto. Fonte: Vellvé, K., Garcia-Canadilla, P., Nogueira, M., et al.

La velocità del flusso ematico polmonare fetale è stata analizzata sia in condizioni respiratorie materne normali che dopo somministrazione di ossigeno supplementare tramite maschera (condizioni di iperossigenazione). Questa analisi è stata eseguita utilizzando una tecnica basata sull'emissione di ultrasuoni al feto per stimare la velocità del flusso ematico lungo tutta la sua circolazione, basandosi sui principi Doppler.

Al contrario, la resistenza di organi come i polmoni non può essere misurata direttamente con gli ultrasuoni, e per misurarla è stato utilizzato un modello computerizzato che rappresenta il cuore e i vasi sanguigni. A titolo di confronto, questo modello computerizzato può essere paragonato alla simulazione di un circuito elettronico. I ricercatori hanno ricreato una versione computerizzata del sistema vascolare fetale e, utilizzando le portate sanguigne misurate e modellando altri parametri, sono stati in grado di stimare la resistenza e l'elasticità dei vari organi.

Infine, sono stati utilizzati metodi di apprendimento automatico basati su tecniche di intelligenza artificiale per confrontare i modelli di flusso sanguigno dei feti, il che ha aiutato a raggrupparli in diverse categorie in base ai parametri di flusso e agli indicatori clinici.

Successivamente, l'esame degli effetti dell'iperossigenazione ha mostrato che questa era associata a cambiamenti nella resistenza polmonare come risultato dell'ossigeno supplementare fornito alla madre, e si è dimostrato che una maggiore somministrazione di ossigeno migliora il flusso sanguigno polmonare nei feti con ritardo di crescita senza influenzare i feti normali.

"In sostanza, i risultati dello studio dimostrano che i feti con ritardo di crescita presentano una velocità media del flusso sanguigno e una resistenza vascolare nei polmoni diverse rispetto ai feti normali, e questo può essere normalizzato fornendo alla madre ulteriore ossigeno", spiega Beijnens (ICREA, UPF).

"La scoperta di queste differenze nei vasi polmonari apre la possibilità di sviluppare future strategie terapeutiche per migliorare la funzionalità polmonare nei feti con ritardo di crescita. Dopo la nascita, questi miglioramenti nello sviluppo fetale potrebbero ridurre il rischio di sviluppare malattie respiratorie in età adulta", spiega il Dott. Crispius (BCNatal, Clinica).