Un estudio del Sant Joan de Déu abre la puerta a terapias para mejorar el desarrollo pulmonar de fetos pequeños

Un estudio de BCNatal y la UPF abre la puerta al diseño de terapias para mejorar el desarrollo pulmonar de fetos demasiado pequeños. El estudio, realizado por el BCNatal Fetal Medicine Research Center (Hospitales Clínico Barcelona y Sant Joan de Déu) y la Unidad de Investigación BCN MedTech de la UPF aporta nuevas evidencias científicas que demuestran que los problemas del desarrollo pulmonar de un feto que crece por debajo de los niveles normales están relacionados con la resistencia vascular. 

Utilizando IA, modelos computacionales y técnicas de ultrasonido, se ha analizado y comparado la resistencia de los pulmones de los fetos normales y de crecimiento restringido y cómo cambia cuando la madre recibe oxígeno adicional.

Si durante el embarazo un feto crece por debajo de los umbrales normales para cada semana de gestación, existe más riesgo de que algunos de sus órganos no se desarrollen adecuadamente, lo que puede afectar negativamente a la salud de los bebés después del nacimiento.

Los efectos del crecimiento fetal restringido a la salud de las personas después de su nacimiento ya lo largo de toda su vida han sido objeto de muchas investigaciones, especialmente en lo que se refiere al desarrollo cerebral y cardiovascular, pero carecen de evidencias científicas de su impacto sobre los pulmones.

Éste es el foco de la investigación liderada conjuntamente por el BCNatal Fetal Medicine Research Center y la Universidad Pompeu Fabra (UPF), que ha permitido detectar diferencias en el desarrollo de los pulmones de fetos con crecimiento restringido y normal, en términos de resistencia vascular. Los investigadores lo han estudiado midiendo la velocidad de la sangre en el feto y analizándola con el apoyo de técnicas de inteligencia artificial y modelos informáticos.

Los resultados del estudio, publicado recientemente en un artículo de la revista Scientific Reports (Nature), abren la puerta al diseño de terapias para mejorar el desarrollo pulmonar de fetos con niveles de crecimiento por debajo de los normales y prevenir problemas de salud respiratoria, que podrían prolongarse más allá de la infancia e, incluso, en la adolescencia y la edad adulta.

Los principales investigadores del estudio son Fátima Crispi, investigadora de BCNatal y del Clínic-IDIBAPS en el grupo Medicina fetal y perinatal, y Bart Bijnens (ICREA, UPF), investigador de la Unidad de Investigación BCN MedTech del Departamento de Ingeniería de la UPF. El resto de investigadores pertenecen a diferentes Servicios y Grupos de investigación del Clínic-IDIBAPS y también están vinculados a la Universidad de Barcelona y al CIBER de enfermedades respiratorias y enfermedades raras.

200 MUJERES EMBARAZAS PARTICIPAN EN EL ESTUDIO

Para esta investigación se ha analizado el flujo de la circulación de la sangre fetal y cómo se altera cuando la madre recibe oxígeno extra, en feto de 208 mujeres embarazadas entre la semana 24 y 37 de gestación. Todas acudieron al Hospital Clínic de Barcelona, donde se les realizaron todas las pruebas necesarias para este estudio. 

En 97 de estos casos, los fetos tenían un crecimiento restringido, lo que desembocó en un peso muy bajo al nacer y en 111 un crecimiento normal. De cada uno de estos fetos, se midió la velocidad de la sangre de las principales arterias y vasos pulmonares y se compararon los resultados mediante IA. Además, se calculó la resistencia de los pulmones mediante modelo informático.

La velocidad de la sangre en los pulmones del feto se analizó tanto cuando la madre respiraba en condiciones normales como después de administrarle oxígeno adicional a través de una máscara (en condiciones de hiperoxigenación). Este análisis se realizó mediante una técnica basada en la emisión de ondas de ultrasonido al feto para estimar las velocidades de circulación de la sangre.

Por el contrario, la resistencia de órganos, como los pulmones, no puede medirse directamente con ultrasonido, y para medirla se ha utilizado un modelo informático que representa el corazón y los vasos sanguíneos. Para realizar un símil, podríamos comparar este modelo informático con la simulación de un circuito electrónico. Los investigadores recrearon una versión informática de los vasos sanguíneos del feto y, utilizando algunas mediciones reales de la velocidad sanguínea y simulando el resto, pudieron estimar la resistencia y elasticidad de los distintos órganos.

Por último, se han utilizado métodos de aprendizaje automático, basados en técnicas de inteligencia artificial, para comparar los patrones de flujo sanguíneo de los fetos, facilitando así su agrupación en diferentes categorías según el flujo y los parámetros clínicos. 

Al observar posteriormente la influencia de la hiperoxigenación, se ha podido vincular a cambios en la resistencia pulmonar, fruto de la administración de oxígeno adicional a las madres, demostrando que una mayor cantidad de oxígeno mejora el flujo sanguíneo en los pulmones de los feto con crecimiento restringido, mientras que no tiene influencia en los normales. 

"Esencialmente, los resultados de la investigación indican que, en los fetos con crecimiento restringido, la velocidad sanguínea media y la resistencia vascular en los pulmones es diferente a la de los fetos normales, y que se puede normalizar proporcionando oxígeno adicional a las madres", explica Bart Bijnens (ICREA, UPF).

“La detección de estas diferencias de los vasos de los pulmones abre la puerta al futuro diseño de estrategias terapéuticas para mejorar la función pulmonar en feto con crecimiento restringido. Tras el nacimiento, estas mejoras en el desarrollo fetal podrían reducir el riesgo de enfermedades respiratorias en el futuro” – explica la Dra. Fátima Crispi (BCNatal, Clínic).