Billeddannelsesinnovationer til placentavurdering som reaktion på miljøforurening (FORÆLDRE) (PARENTs)

Mange epidemiologiske undersøgelser har forbundet eksponering for trafikafledt luftforurening fra motorkøretøjer, lufttoksiner fra industrien og andre miljøgifte fra gravide kvinder med mål for dårlige fødselsresultater, herunder præeklampsi (PE), præterm fødsel (PTB) og intrauterin vækstbegrænsning (IUGR). Præeklampsi, præmatur fødsel og IUGR, samlet kendt som iskæmisk placentasygdom, er stærkt korreleret med spædbørns morbiditet og en række voksne sygdomme lige fra koronararteriesygdomme til cancer. Selvom det er en udbredt opfattelse, at de patofysiologiske mekanismer, der fører til komplikationer af iskæmisk placentasygdom og placenta insufficiens, har lignende biologisk oprindelse, startende så tidligt som defekt placentaimplantation, er der til dato ingen prædiktive undersøgelser, der prospektivt undersøger placentastruktur og/eller funktion. Dette kan være relateret til eksisterende teknologier, der rutinemæssigt anvendes i klinisk beslutningstagning, såsom ultralyd og visse biomarkører, der mangler præcision i første trimester og tilstrækkelig sensitivitet og specificitet i andet til tredje trimester. Der mangler således vurdering og forudsigelse af normalitet versus afvigelse af placentafunktion. Derfor er det overordnede formål med dette forslag at udvikle og evaluere en række banebrydende multiparametrisk magnetisk resonansbilleddannelse (mp-MRI) teknologier (primær prædiktor) og oversætte disse nye placenta billeddannelsesmodaliteter til at vurdere virkningen af ​​miljøforurening eksponering på forudsigelse af sammensætningen af ​​placenta afvigelse/insufficiens og relaterede udfald (PE, PTB og IUGR) (primært resultat).

Vores centrale hypotese er, at kronisk eksponering for høje mængder af miljøforurening, uafhængigt af socio-økonomisk status (SES), øger risikoen for placenta insufficiens på grund af tidlig svangerskabsudvikling af ugunstig placenta struktur/funktion som påvist af mp-MRI teknologiske fremskridt.

For at teste denne hypotese vil vores tværfaglige forskerhold ved UCLA først udvikle non-contrast freebreathing placenta mp-MRI, bestående af multi-delay pseudo-continuous arterial spin labeling (pCASL) perfusion og høj opløsning multi-kontrast strukturel MRI, som vil give reproducerbare mål for placenta perfusion og vævsmikrostruktur (MÅL 1). De nye mp-MRI-teknikker vil blive sammenlignet med livmoderarteriens Doppler-ultralyd gennem graviditeten og i sidste ende valideret af den gyldne standard histologiske patologi og vaskularitet af postparturient placenta (MÅL 2). Til sidst vil efterforskerne udføre dybdegående analyser af rekrutterede forsøgspersoner for eksponering for miljøforurening og korrelere deres eksponeringsrater for omfattende indsamlede graviditetsresultater for at opbygge en prædiktiv model (MÅL 3). Vores specifikke mål er:

MÅL 1: Udvikle non-kontrast fri-åndende placenta mp-MRI teknikker, der non-invasivt kan karakterisere in vivo placenta perfusion og mikrostruktur gennem alle trimester.

A. Udvikl en frit åndedræt multi-forsinkelse pCASL sekvens ved hjælp af baggrundsundertrykt lokaliseret volumen 3D GRASE billeddannelse til kvantitativ måling af placenta perfusion inden for en 5-10 min scanning (1,5x1,5x2) mm3 opløsning).

B. Udvikl en frit åndedræt med høj opløsning i gylden vinkel 3D stak af radial sekvens med selvnavigation og retrospektiv bevægelseskompensation ved hjælp af komprimeret sensing til kortlægning af placenta mikrostruktur inden for en 5-10 min scanning (1x1x1 mm3 isotrop opløsning).

MÅL 2: Evaluer placenta mp-MRI ved longitudinel sammenligning med uterus arterie Doppler ultralyd gennem svangerskab som en prædiktiv markør for placenta insufficiens.

A. Udfør et 3-årigt prospektivt kohortestudie af gravide kvinder, der udfører nyudviklet mp-MRI (AIM1) i 1. og 2. trimester parallelt med ultralydsmåling af livmoderarterie-doppler, for at vurdere mp-MRI-forudsigelsesevne versus ultralyd.

B. Indsaml detaljerede graviditetsudfaldsdata for den potentielle kohorte, herunder diagnose, neonatal udfald og placenta til patologisk og histologisk analyse for at fastslå risikofaktorer for placenta insufficiens som en reaktion på miljøeksponeringer (MÅL 3).

MÅL 3: Udfør dybdegående analyser i rekrutterede forsøgspersoner for at bestemme sammenhænge mellem eksponering for miljøforurening og både placenta mp-MRI-målinger og samtidige graviditetsresultater.

A. Udfør dybdegående analyser af mål for modelleret eksponering for miljøforurening i vores rekrutterede forsøgspersoner for at vurdere associationer med mp-MRI målinger af placenta struktur og perfusion gennem hele graviditeten, idet der tages højde for flere forvirrende faktorer såsom moderens alder ved fødslen, race/etnicitet og SES.

B. Korreler mp-MRI-målinger af placenta struktur og perfusion gennem hele graviditeten med graviditetsudfald, post-parturient vurdering af placenta vægt, patologi og neonatale resultater. Disse undersøgelser vil fastslå indvirkningen af ​​miljøforurening på placenta struktur og funktion, og relaterede graviditetsresultater, med obstetriske og neonatale praksisser, der omfatter overvågningstaktik baseret på boligplaceringen af ​​gravide kvinder og deres afkom. Derudover vil den foreslåede forskning etablere potentialet for tidlig erkendelse af placenta insufficiens og derved iscenesætte fremtidige strategier for forebyggende og interventionelle terapier rettet mod reversering, før de støder på skadelige konsekvenser.