Estudio escocés de investigación fetal avanzada (SAFeR)

Objetivo principal

Proporcionar información fundamental para comprender mejor los mecanismos implicados y detectar y tratar o mejorar los efectos adversos durante el embarazo.

Objetivos secundarios

Los objetivos secundarios de este estudio tienen como objetivo una mejor comprensión de los procesos normales durante el desarrollo y cómo el estilo de vida y el entorno materno pueden afectarlo. La investigación de los investigadores incluirá una amplia gama de cultivos de laboratorio, células y tejidos y xenoinjertos, así como técnicas microscópicas para estudiar sustancias químicas, hormonas, proteínas, genes y ADN en los tejidos fetales. Los investigadores han desarrollado enfoques sofisticados para minimizar la cantidad de tejido necesaria para realizar tantas mediciones diferentes como sea posible en la misma muestra. Cabe señalar que los estudios propuestos son colaborativos con diferentes grupos de investigación ya que ningún grupo de investigación podría realizar todos los estudios de forma aislada. Además, los estudios propuestos se basarán en estudios con animales y células, lo que permitirá una interpretación más precisa de sus propios hallazgos a la luz de los mecanismos y condiciones específicas que realmente intervienen en el feto humano.

1. Sistema endocrino fetal humano

   Los investigadores tienen como objetivo investigar cómo los diferentes sistemas hormonales del feto se desarrollan y se ven afectados por factores maternos adversos como el tabaquismo y la obesidad. Estos incluyen los testículos, los ovarios, las glándulas suprarrenales, la glándula tiroides, los riñones y el hipotálamo, la glándula pineal y la glándula pituitaria en el cerebro. Además, los investigadores también pretenden estudiar la placenta, incluida su función endocrina, y cómo se ve afectada por el entorno materno, ya que es un órgano clave del embarazo. Los cambios en la programación que establece el sistema endocrino pueden tener consecuencias de por vida para la salud y el bienestar.

2. Sistema urogenital y reproductor fetal humano

   Los investigadores tienen como objetivo investigar cómo se desarrollan el ovario, los testículos, el tracto urogenital (incluida la próstata, las yemas mamarias y el útero), los genitales y los riñones en el feto humano. Existe evidencia considerable de que el tabaquismo materno y el uso de medicamentos sin receta pueden tener impactos negativos en este sistema e investigaremos cuándo comienzan dichos impactos y qué mecanismos están involucrados. Además, los cánceres comunes, como el cáncer de testículo, pueden tener orígenes fetales y, ciertamente, los acontecimientos de la vida fetal pueden predisponer al adulto resultante a desarrollar cánceres. En el caso de los testículos, los ovarios, las yemas mamarias y la próstata, un objetivo adicional es determinar si los eventos entre las semanas 7 y 20 de gestación aumentan la probabilidad de cáncer en estos órganos en la edad adulta y cómo.

3. Estudios mecanicistas, epilepsia y otros trastornos cerebrales.

   Los investigadores tienen como objetivo investigar el desarrollo del sistema nervioso central fetal, incluido el cerebro. El primer estudio previsto es investigar los cambios en los genes y la estructura del ADN en el cerebro relacionados con la epilepsia y otros trastornos del desarrollo neurológico relacionados con el tabaquismo materno durante el embarazo. Un segundo objetivo es utilizar fetos expuestos al humo para comprender mejor el papel que desempeña la vitamina A en el desarrollo fetal normal, incluido el desarrollo del sistema nervioso central. En la literatura se expresan preocupaciones similares con respecto al consumo materno de alcohol y al acceder a los datos del cuestionario de alcoholemia de la prueba rápida de detección de alcohol que ya se recopila en la clínica, los investigadores podrán abordar este problema sistemáticamente con respecto a todos los estudios, incluidos desarrollo del cerebro fetal.

4. Metabolismo y enfermedad hepática.

   Los investigadores pretenden continuar sus estudios (financiados por el Consejo de Investigación Médica) del hígado fetal humano y otros órganos importantes para el metabolismo, incluido el páncreas y las células grasas y las células que se convertirán en células grasas (células precursoras). La programación del metabolismo durante la vida en el útero es importante para la salud de los adultos y una mejor comprensión del desarrollo de los sistemas metabólicos y cómo se ven perturbados por factores como el tabaquismo materno y la privación es una base importante para desarrollar estrategias para el bienestar posnatal. Una enfermedad crítica de creciente importancia en estos estudios es la enfermedad del hígado graso no alcohólico, cuya incidencia está aumentando, especialmente en personas obesas. Dado que el hígado fetal humano está activo y responde al entorno materno, algunas de las bases de esta enfermedad pueden establecerse en la vida fetal. Además, el desarrollo de la tiroides y las glándulas suprarrenales también es fundamental para establecer procesos metabólicos normales. También se utilizarán técnicas de vanguardia, como estudios metabolómicos y lipidómicos a gran escala, incluido el análisis de una amplia gama de metabolitos dietéticos.

5. Corazón y sistema cardiovascular.

   Se caracterizará el desarrollo del corazón y de la arteria principal, la aorta, entre las semanas 7 y 20 de gestación. Luego se investigarán los efectos del entorno intrauterino adverso en los procesos de desarrollo.

6. Desarrollo del sistema inmunológico

   El timo es un órgano importante y fundamental en el desarrollo fetal que es importante para establecer el sistema inmunológico. El bazo fabrica anticuerpos y, en la vida fetal, glóbulos rojos (al igual que el hígado fetal) y recicla los glóbulos rojos. Ambos órganos tienen un papel importante en el mantenimiento del sistema inmunológico. Los investigadores tienen como objetivo investigar si el estilo de vida y / o el entorno materno adverso pueden alterar el desarrollo y la función del timo y el bazo.

7. Huesos, cartílagos y articulaciones.

   Se sabe muy poco sobre el desarrollo normal de huesos y cartílagos en el feto humano. Es importante destacar que ni siquiera se sabe cuándo las células implicadas en el desarrollo de huesos, cartílagos y articulaciones comienzan a alterar su comportamiento a un formato más "adulto". La razón por la que esto es importante es que en las enfermedades musculoesqueléticas de los ancianos, especialmente en la osteoartritis, las primeras etapas de la enfermedad suelen caracterizarse por un crecimiento renovado del tejido, es decir, un retorno a un patrón de comportamiento celular más "fetal". Por tanto, uno de los objetivos de los investigadores es el papel de la programación celular durante la vida fetal y una mejor comprensión del correcto desarrollo y mantenimiento de los huesos, cartílagos y articulaciones, y cómo la programación se ve afectada por el entorno fetal.

8. El desarrollo de la placenta entre las 7 y 20 semanas de gestación.

   Se sabe mucho sobre el término placenta porque es muy fácil de obtener y de relacionar directamente con el recién nacido que lo acompaña y sus padres. Sin embargo, la placenta es un órgano en desarrollo dinámico que es vital para el embarazo normal y que se ve afectado por el estilo de vida materno (p. ej. el crecimiento placentario se reduce si la madre continúa fumando durante el embarazo). Por tanto, los investigadores pretenden comprender mejor cómo se desarrolla la placenta durante esta ventana de gestación y cómo se ve afectada por el entorno materno.

9. Reparación de nervios

   La lesión de la médula espinal es un problema de salud enorme a nivel mundial. Recientemente se ha demostrado que las células del sistema nervioso central fetal humano o las células madre nerviosas embrionarias tienen el potencial de ayudar en nuevas estrategias de tratamiento para reparar la lesión de la médula espinal. Este objetivo secundario final se centra en un estudio de prueba de concepto para determinar si el cultivo de nervios cortados en presencia de células nerviosas fetales humanas ayuda al crecimiento correcto y funcional de los nervios y a la reinserción a través de la brecha inducida. Cualquier estudio adicional, si el objetivo de la prueba de concepto se logra de manera satisfactoria, requeriría una aplicación ética separada.

10. Efectos de la salud emocional y el bienestar materno en el feto

    El estrés materno es una influencia negativa bien conocida en el desarrollo fetal. El objetivo de los investigadores es realizar un estudio piloto que relacione índices de desarrollo fetal, como como morfología, estado endocrino, con registros maternos de salud y bienestar emocional y abuso. El resultado principal será una indicación de si el estrés materno está afectando el desarrollo fetal a nivel general entre las 7 y 20 semanas de gestación. Los biomarcadores placentarios identificados en otros estudios enumerados anteriormente también se relacionarán con medidas de estrés materno para establecer si puede haber biomarcadores placentarios de la respuesta fetal temprana al estrés materno.

11. Pulmón fetal

    Si bien es bien sabido que los efectos adversos del tabaquismo materno incluyen una mayor incidencia de problemas respiratorios, como el asma. Sin embargo, también hay datos que sugieren que los hijos expuestos al humo del cigarrillo pueden tener más probabilidades de desarrollar cáncer de pulmón. El objetivo de los investigadores es determinar si el tabaquismo materno altera el desarrollo pulmonar fetal en las primeras etapas del embarazo y si esto incluye signos de una mayor probabilidad de desarrollo de cáncer, como aductos de ADN de hidrocarburos aromáticos policíclicos en los pulmones fetales.

12. Cuantificación de la exposición fetal humana a contaminantes, fármacos, productos farmacéuticos y otras sustancias químicas

    Es sencillo medir las sustancias químicas en la sangre o la orina de la madre, o en el líquido amniótico recolectado durante la amniocentesis. Sin embargo, la amniocentesis no se realiza con fines de investigación debido al riesgo nada despreciable para el feto. Esto significa confiar en estudios en animales sobre cómo tales sustancias químicas llegan al feto, pero esto es bastante inadecuado debido a las importantes diferencias entre especies. Por lo tanto, los investigadores tienen como objetivo medir sustancias químicas y medicamentos de posible riesgo para la salud (como el bisfenol A que se encuentra en los plásticos y los medicamentos de venta libre que toman las madres y que pueden afectar al feto, como el paracetamol) en los tejidos fetales, incluida la sangre y la orina donde disponible. Esta es la única manera de evaluar con precisión qué cantidad de estos compuestos realmente ingresan al feto. Esto es importante ya que se considera que el feto es mucho más vulnerable que el adulto a las sustancias químicas tóxicas. Además, los investigadores pretenden medir también estos compuestos en las placentas (y en la sangre del cordón umbilical, cuando esté disponible) de los mismos fetos. Debido a que la placenta está fácilmente disponible a término, los biomarcadores placentarios de la exposición fetal a compuestos adversos (p. ej. alcohol) que se detectan en el hígado fetal del segundo trimestre se investigarán en el término placenta.

13. Programación no genética del feto para la vida adulta.

Los cambios epigenéticos son cambios que implican la colocación de marcas en el ADN que afectan la forma en que se activan los genes. Por lo tanto, un cambio epigenético puede cambiar, a veces en gran medida, el vínculo entre la cantidad de un gen presente en la célula y su efecto. Este vínculo puede ser bastante grande y un gen queda prácticamente silenciado en términos de su efecto, aunque pueda haber una gran cantidad del gen presente en la célula. Las condiciones dentro del útero, como el tabaquismo materno, pueden tener efectos epigenéticos. Por tanto, los investigadores pretenden comprender mejor cómo la experiencia ambiental del feto puede afectar el desarrollo y la programación de la salud y la enfermedad de los adultos mediante mecanismos epigenéticos.