Étude écossaise de recherche avancée sur le fœtus (SAFeR)

Objectif principal

Fournir des informations fondamentales pour mieux comprendre les mécanismes impliqués et détecter et traiter ou atténuer les effets indésirables pendant la grossesse.

Objectifs secondaires

Les objectifs secondaires de cette étude visent à mieux comprendre les processus normaux au cours du développement et comment le mode de vie et l'environnement maternels peuvent l'affecter. Les recherches des enquêteurs impliqueront un large éventail de cultures de laboratoire, de cellules et de tissus et de xénogreffes ainsi que des techniques microscopiques pour étudier les produits chimiques, les hormones, les protéines, les gènes et l'ADN dans les tissus fœtaux. Les enquêteurs ont développé des approches sophistiquées pour minimiser la quantité de tissu nécessaire pour effectuer autant de mesures différentes que possible dans le même échantillon. Il convient de noter que les études proposées sont réalisées en collaboration avec différents groupes de recherche puisqu'aucun groupe de recherche ne pourrait réaliser toutes les études de manière isolée. En outre, les études proposées s'appuieront sur des études animales et cellulaires, permettant une interprétation plus précise de leurs propres résultats à la lumière des mécanismes et des conditions spécifiques réellement en jeu chez le fœtus humain.

1. Système endocrinien fœtal humain

   Les enquêteurs visent à étudier comment les différents systèmes hormonaux du fœtus se développent et sont affectés par des facteurs maternels défavorables tels que le tabagisme et l'obésité. Ceux-ci comprennent les testicules, les ovaires, les glandes surrénales, la glande thyroïde, les reins ainsi que l'hypothalamus, la glande pinéale et l'hypophyse dans le cerveau. De plus, les enquêteurs visent également à étudier le placenta, y compris sa fonction endocrinienne, et comment il est affecté par l'environnement maternel, puisqu'il s'agit d'un organe clé de la grossesse. Les changements dans la programmation qui établit le système endocrinien peuvent avoir des conséquences à vie sur la santé et le bien-être.

2. Système reproducteur et urogénital fœtal humain

   Les enquêteurs visent à étudier comment l'ovaire, les testicules, le tractus urogénital (y compris la prostate, les bourgeons mammaires et l'utérus), les organes génitaux et les reins se développent chez le fœtus humain. Il existe de nombreuses preuves selon lesquelles le tabagisme maternel et l'utilisation de médicaments en vente libre peuvent avoir des impacts négatifs sur ce système et nous étudierons quand ces impacts commencent et quels mécanismes sont impliqués. En outre, les cancers courants, tels que le cancer des testicules, peuvent avoir une origine fœtale et il est certain que des événements survenus dans la vie du fœtus peuvent prédisposer l'adulte qui en résulte à développer des cancers. Dans le cas des testicules, des ovaires, des bourgeons mammaires et de la prostate, un objectif supplémentaire est de déterminer si et comment les événements survenus entre 7 et 20 semaines de gestation augmentent le risque de cancer de ces organes à l'âge adulte.

3. Études mécanistiques, épilepsie et autres troubles cérébraux

   Les enquêteurs visent à étudier le développement du système nerveux central fœtal, y compris le cerveau. La première étude prévue consiste à étudier les changements dans les gènes et la structure de l'ADN dans le cerveau liés à l'épilepsie et à d'autres troubles du développement neurologique liés au tabagisme maternel pendant la grossesse. Un deuxième objectif est d'utiliser les fœtus exposés à la fumée pour mieux comprendre le rôle que joue la vitamine A dans le développement fœtal normal, y compris le développement du système nerveux central. Des préoccupations similaires sont exprimées dans la littérature en ce qui concerne la consommation maternelle d'alcool et en accédant aux données du questionnaire sur l'alcool du Fast Alcohol Screening Test déjà collecté à la clinique, les enquêteurs seront en mesure d'aborder cette question systématiquement en ce qui concerne toutes les études, y compris développement du cerveau fœtal.

4. Métabolisme et maladie du foie

   Les enquêteurs visent à poursuivre leurs études (financées par le Conseil de recherches médicales) sur le foie fœtal humain et d'autres organes importants pour le métabolisme, y compris le pancréas et les cellules adipeuses et les cellules qui deviendront des cellules adipeuses (cellules précurseurs). La programmation du métabolisme pendant la vie dans l'utérus est importante pour la santé des adultes et une meilleure compréhension du développement des systèmes métaboliques et de la manière dont ils sont perturbés par des facteurs tels que le tabagisme maternel et la privation est une base importante pour développer des stratégies de bien-être postnatal. Une maladie critique d'importance croissante dans ces études est la stéatose hépatique non alcoolique, dont l'incidence augmente, en particulier chez les personnes obèses. Étant donné que le foie fœtal humain est actif et réagit à l’environnement maternel, certaines des causes de cette maladie peuvent être établies au cours de la vie fœtale. En outre, le développement de la thyroïde et des glandes surrénales est également essentiel à l’établissement de processus métaboliques normaux. Des techniques de pointe, telles que des études métabolomiques et lipidomiques à grande échelle, y compris l'analyse d'un large éventail de métabolites alimentaires, seront également utilisées.

5. Système cardiaque et cardiovasculaire

   Le développement du cœur et de l'artère majeure, l'aorte, entre 7 et 20 semaines de gestation sera caractérisé. Les effets d'un environnement in utero défavorable sur les processus de développement seront ensuite étudiés.

6. Développement du système immunitaire

   Le thymus est un organe essentiel et important dans le développement du fœtus, qui est important pour établir le système immunitaire. La rate fabrique des anticorps et, pendant la vie fœtale, des globules rouges (tout comme le foie fœtal) et recycle les globules rouges. Les deux organes jouent un rôle important dans le maintien du système immunitaire. Les enquêteurs visent à déterminer si un mode de vie et/ou un environnement maternel défavorables peuvent altérer le développement et la fonction du thymus et de la rate.

7. Os, cartilages et articulations

   On sait très peu de choses sur le développement normal des os et du cartilage chez le fœtus humain. Surtout, on ne sait même pas quand les cellules impliquées dans le développement des os, du cartilage et des articulations commencent à modifier leur comportement pour adopter un format plus « adulte ». La raison pour laquelle cela est important est que dans les maladies musculo-squelettiques chez les personnes âgées, en particulier l'arthrose, les premiers stades de la maladie sont généralement caractérisés par une nouvelle croissance des tissus, c'est-à-dire un retour à un comportement cellulaire plus « fœtal ». Le rôle de la programmation cellulaire pendant la vie fœtale et une meilleure compréhension du bon développement et entretien des os, du cartilage et des articulations, et comment la programmation est affectée par l'environnement fœtal, est donc l'un des objectifs des enquêteurs.

8. Le développement du placenta entre 7 et 20 semaines de gestation

   On sait beaucoup de choses sur le terme placenta car il est très facile à obtenir et à relier directement au nouveau-né qui l'accompagne et à ses parents. Cependant, le placenta est un organe à développement dynamique qui est vital pour une grossesse normale et qui est affecté par le mode de vie de la mère (par ex. la croissance placentaire est réduite si la mère continue de fumer pendant la grossesse). Les enquêteurs visent donc à mieux comprendre comment le placenta se développe pendant cette fenêtre de gestation et comment il est affecté par l'environnement maternel.

9. Réparation nerveuse

   Les lésions de la moelle épinière constituent un problème de santé majeur à l’échelle mondiale. Récemment, il a été démontré que les cellules du système nerveux central fœtal humain ou les cellules souches nerveuses embryonnaires ont le potentiel de contribuer à de nouvelles stratégies de traitement pour réparer les lésions de la moelle épinière. Ce dernier objectif secondaire se concentre sur une étude de validation de principe visant à déterminer si la culture de nerfs sectionnés en présence de cellules nerveuses fœtales humaines contribue à la repousse nerveuse correcte et fonctionnelle et à sa réintégration à travers l'espace induit. Toute étude ultérieure, si l’objectif de preuve de concept est réalisé de manière satisfaisante, nécessiterait une application éthique distincte.

10. Effets sur la santé émotionnelle et le bien-être de la mère sur le fœtus

    Le stress maternel a une influence négative bien connue sur le développement du fœtus. L'objectif des enquêteurs est de réaliser une étude pilote reliant les indices du développement fœtal, tels que la morphologie, l'état endocrinien, aux dossiers maternels sur la santé émotionnelle, le bien-être et la maltraitance. Le principal résultat sera une indication quant à savoir si le stress maternel affecte le développement fœtal à un niveau général entre 7 et 20 semaines de gestation. Les biomarqueurs placentaires identifiés dans d'autres études énumérées ci-dessus seront également liés aux mesures du stress maternel afin d'établir s'il peut exister des biomarqueurs placentaires d'une réponse fœtale précoce au stress maternel.

11. Poumon fœtal

    Il est bien connu que les effets néfastes du tabagisme maternel incluent une incidence accrue de problèmes respiratoires, tels que l'asthme. Cependant, certaines données suggèrent également que la progéniture exposée à la fumée de cigarette pourrait être plus susceptible de développer un cancer du poumon. L'objectif des enquêteurs est de déterminer si le tabagisme maternel perturbe le développement pulmonaire fœtal au début de la grossesse et si cela inclut des signes d'un risque accru de développement d'un cancer, comme les adduits d'hydrocarbures aromatiques polycycliques-ADN dans les poumons fœtaux.

12. Quantification de l'exposition fœtale humaine aux polluants, aux médicaments, aux produits pharmaceutiques et à d'autres produits chimiques

    Il est simple de mesurer les produits chimiques dans le sang ou l'urine de la mère, ou dans le liquide amniotique collecté lors de l'amniocentèse. Cependant, l'amniocentèse n'est pas réalisée à des fins de recherche en raison du risque non négligeable pour le fœtus. Cela implique de s'appuyer sur des études animales pour déterminer si ces produits chimiques atteignent le fœtus, mais cela est plutôt inadéquat en raison des différences majeures entre les espèces. Par conséquent, les enquêteurs visent à mesurer les produits chimiques et les médicaments potentiellement préoccupants pour la santé (tels que le bisphénol A présent dans les plastiques et les médicaments en vente libre pris par les mères qui peuvent affecter le fœtus, comme le paracétamol) dans les tissus fœtaux, y compris le sang et l'urine où disponible. C’est le seul moyen d’évaluer avec précision la quantité de ces composés qui pénètre réellement dans le fœtus lui-même. Ceci est important puisque le fœtus est considéré comme beaucoup plus vulnérable que l’adulte aux produits chimiques toxiques. De plus, les enquêteurs visent également à mesurer ces composés dans les placentas (et le sang de cordon le cas échéant) des mêmes fœtus. Étant donné que le placenta est facilement disponible à terme, les biomarqueurs placentaires de l'exposition fœtale à des composés nocifs (par ex. alcool) détectés dans le foie fœtal du deuxième trimestre seront étudiés dans le terme placenta.

13. Programmation non génétique du fœtus pour la vie adulte

Les changements épigénétiques sont des changements qui impliquent l'application de marques sur l'ADN qui affectent la façon dont les gènes sont activés. Par conséquent, un changement épigénétique peut modifier, parfois considérablement, le lien entre la quantité d’un gène présent dans la cellule et son effet. Ce lien peut être assez important, un gène étant pratiquement réduit au silence en termes d'effet, même s'il peut y avoir une grande quantité de gène présent dans la cellule. Les conditions dans l’utérus, comme le tabagisme maternel, peuvent avoir des effets épigénétiques. Les enquêteurs visent donc à mieux comprendre comment l'expérience environnementale du fœtus peut affecter le développement et la programmation de la santé et de la maladie de l'adulte par des mécanismes épigénétiques.