Estudio BiHiVE2. La investigación y validación de biomarcadores predictivos en la encefalopatía hipóxico-isquémica. (BiHiVE2)

Antecedentes y conocimientos actuales en el área:

La asfixia perinatal es una de las causas más comunes de muerte neonatal y discapacidad a largo plazo, y se presenta en 20 de cada 1000 nacidos vivos. De estos, aproximadamente 2-3 de cada 1000 desarrollarán encefalopatía hipóxico-isquémica (EHI) (1). En Irlanda y el Reino Unido, la HIE es la tercera causa más común de mortalidad neonatal, representando el 9 % de todas las muertes y el 21 % de las muertes a término, mientras que a nivel mundial se estima que causa más de 1 millón de muertes neonatales cada año. Para los sobrevivientes existe una morbilidad secundaria significativa asociada, que incluye parálisis cerebral (15 %), retraso cognitivo grave (11 %), trastornos convulsivos (8 %), sordera neurosensorial (7 %) y pérdida visual (3 %)( 2).

HIE es un proceso en evolución, que se puede simplificar en dos insultos. El insulto inicial es una hipoxia y/o isquemia cerebrales significativas, seguidas de un agotamiento de la energía, del metabolismo anaeróbico que lleva a la acumulación de lactato y la pérdida de la integridad celular. Esto pone en marcha una cascada de eventos con la formación resultante de radicales libres, proteasas y caspasas que conducen al daño celular y la apoptosis, el insulto secundario(3). Se ha demostrado que la falla de energía secundaria ocurre entre 6 y 48 horas después del ataque inicial.

Hasta hace poco tiempo no existía ninguna intervención terapéutica que pudiera reducir la morbimortalidad asociada. Sin embargo, las publicaciones recientes de varios ensayos internacionales y su posterior metanálisis han demostrado que la hipotermia inducida precozmente es beneficiosa en la EHI, mejorando la supervivencia y reduciendo la discapacidad neurológica (4-5). La hipotermia inducida ahora se ha convertido en un estándar de atención en la EHI moderada/grave. Sin embargo, para que sea efectivo, debe iniciarse dentro de las 6 horas posteriores a la entrega, antes de que ocurra la falla de energía secundaria. En este estrecho margen de tiempo, se debe identificar, reanimar, estabilizar y enfriar a la población que se beneficiaría del tratamiento.

Desafortunadamente, la capacidad de reconocer y diagnosticar a quienes se beneficiarían de la terapia no siempre es posible dentro de este período de tiempo. Hemos demostrado que los métodos estándar actuales para identificar a las personas con riesgo de EHI, como el equilibrio ácido-base, la puntuación de lactato y Apgar y la evaluación neurológica inicial, no son confiables (6). La electroencefalografía (EEG) neonatal es útil para clasificar la encefalopatía y es un excelente predictor del resultado a largo plazo. En particular, su evolución durante las primeras 24 horas posteriores al parto se correlaciona fuertemente con el resultado (7). Sin embargo, requiere un conjunto de habilidades altamente especializadas que rara vez está disponible para el neonatólogo en el entorno agudo. Los médicos utilizan más ampliamente el EEG integrado de amplitud, pero su interpretación depende del usuario, y la mayoría de los neonatólogos informan que no confían en su propia capacidad interpretativa (8). La necesidad de una predicción temprana y confiable del resultado en HIE nunca ha sido mayor. Se necesita con urgencia un método rápido, económico, reproducible y que no dependa del usuario para cuantificar la gravedad de la EHI y el pronóstico probable. Se han propuesto muchos marcadores bioquímicos y hematológicos en la asfixia perinatal, pero ninguno ha conducido a avances clínicos o pruebas de cabecera comercialmente viables (9).

En los últimos 2 años, aquí en el Hospital de Maternidad de la Universidad de Cork, a través del estudio BIHIVE (Estudio de biomarcadores en la encefalopatía hipóxica-isquémica) hemos identificado marcadores bioquímicos potenciales en la sangre del cordón umbilical que pueden identificar con precisión a aquellos bebés que progresarán a una enfermedad moderada/grave. encefalopatía (10,11). El estudio BIHIVE ha adoptado un enfoque multifacético para identificar biomarcadores transmitidos por la sangre en HIE a través de 1) perfiles proteómicos específicos utilizando la tecnología Luminex 2) perfiles de miARN 3) mapeo integral del metaboloma sanguíneo utilizando técnicas de espectrometría de masas y resonancia magnética nuclear.

Nuestro objetivo es reclutar una cohorte de bebés con asfixia perinatal claramente definida y EHI, clasificados mediante evaluación neurológica repetida y EEG multicanal. En el momento del nacimiento, la sangre del cordón umbilical se extraerá, procesará y almacenará utilizando estrictos procedimientos operativos estándar (POE) que hemos desarrollado para este fin. Estos procedimientos garantizarán que todos los especímenes sean adecuados para su posterior análisis proteómico, metabolómico, transcriptómico y genómico. Usando un enfoque de biología de sistemas, hemos estudiado múltiples marcadores propuestos en la sangre del cordón umbilical almacenada de nuestra cohorte de descubrimiento, centrándonos inicialmente en el proteoma y el metaboloma. A través de este trabajo ya hemos identificado una serie de biomarcadores presentes en la sangre del cordón umbilical con potencial para predecir el desarrollo de EHI moderada/grave. Nuestros primeros datos son extremadamente prometedores. Nuestro análisis metabolómico inicial ha demostrado que podemos diferenciar entre HIE y controles con un área bajo la curva (AUROC) de 0,92. Se requerirá un análisis adicional para identificar y cuantificar los picos de metabolitos exactos que producen esta diferenciación. Ahora deseamos validar estos hallazgos en una cohorte adicional de bebés con asfixia perinatal y HIE, y validar nuestra capacidad para predecir el resultado neurológico a más largo plazo. Nuestro trabajo piloto que examina los cambios de microARN en la sangre del cordón umbilical de bebés con EHI moderada/grave también es muy alentador con una regulación al alza significativa de varios miARN estudiados tanto en asfixia como en EHI. Los miARN más prometedores ahora se están cuantificando mediante la amplificación de la reacción en cadena de la polimerasa (PCR) y se validarán en la cohorte de descubrimiento.

Futura cohorte-BIHIVE2: para seguir desarrollando estos marcadores hasta el punto en que hayamos validado un marcador con >90 % de sensibilidad y especificidad para HIE moderada/grave, necesitaremos reclutar una cohorte adicional de bebés reclutados cuidadosamente con biobancos de alta calidad al nacer y fenotipado clínico detallado. Este es el trabajo principal de esta aplicación actual. Necesitaremos una cohorte adicional de 300 bebés con asfixia perinatal, de los cuales 60 desarrollarán EHI y 30 desarrollarán EHI de moderada a grave. También necesitaremos reclutar 300 infantes de control contemporáneos. Para reclutar este número de niños con asfixia perinatal necesitaremos estudiar 30.000 nacidos vivos. Por lo tanto, hemos ampliado nuestros centros de estudio para incluir el Hospital Universitario Karolinska, Estocolmo, un gran hospital de maternidad de última generación con 10.000 nacidos vivos al año.

Una validación adicional nos permitirá desarrollar un algoritmo de marcadores clínicos y bioquímicos que proporcionará una prueba predictiva sensible y específica para la EHI moderada/grave. El seguimiento del desarrollo neurológico de ambas cohortes nos permitirá evaluar nuestra capacidad para predecir el resultado conductual y del desarrollo neurológico a los 2 años.

Por último, examinaremos el momento exacto de la alteración del biomarcador utilizando un modelo animal cronometrado de lesión hipóxico-isquémica (HI). En los estudios clínicos, la lesión hipóxico-isquémica es impredecible y, a menudo, es imposible estimar su momento. La Dra. Tracey Bjorkmann de la Queen's University, Brisbane, ha desarrollado un modelo de HI en lechones que produce HI que induce convulsiones y un nivel de lesión equivalente a HIE de moderado a grave (12). Ha aceptado colaborar con nuestro programa y proporcionará muestras de suero de lechones tomadas a las 0, 1, 2 y 12 horas después de la HI. Estas muestras serán invaluables para examinar la progresión del trastorno de biomarcadores y nos ayudarán a cronometrar la lesión cerebral neonatal después del parto.