Crescita e sviluppo cerebrale alterati nei neonati con cardiopatia congenita

Sfondo: La cardiopatia congenita (CHD) è il difetto congenito più frequente con un'incidenza di 1 su 100 neonati all'anno, ovvero 800 bambini nati in Svizzera all'anno. Dal 10% al 15% dei casi nasce con ventricolo singolo (SV), il tipo più complesso di CHF che richiede un intervento chirurgico immediato dopo la nascita. I neonati con SV CHD sono trattati in tre procedure chirurgiche a stadi durante i primi tre anni di vita. Tuttavia, le lesioni cerebrali si verificano in circa il 40% di questi bambini e influiscono sulle capacità neurocognitive. Poiché oltre il 90% di tutti i bambini con malattia coronarica sopravvive fino all'età adulta, l'interesse scientifico è focalizzato sulla crescita e lo sviluppo cerebrale del decorso individuale del paziente all'interno del contributo relativo dei fattori di rischio fetale, perinatale, cardiaco e chirurgico. Pertanto, sono necessari esami di risonanza magnetica cerebrale in serie, iniziando (1) al terzo trimestre durante la vita fetale, procedendo a (2) punti temporali pre e postoperatori alla chirurgia di stadio I dopo la nascita e (3) prima dell'intervento di stadio II a 4 mesi di età. Confronteremo i risultati della risonanza magnetica cerebrale con una popolazione di controllo sana, reclutata negli stessi punti temporali, e correleremo la crescita e lo sviluppo del cervello con l'esito dello sviluppo neurologico valutato a un anno di età. Parteciperanno tre centri cardiaci pediatrici in Svizzera e in Germania.

Gli obiettivi generali sono:

1. Analizzare le traiettorie di sviluppo cerebrale individuale del paziente, la crescita del cervello e determinare il decorso temporale delle anomalie cerebrali nei neonati con CHD del ventricolo singolo mediante risonanza magnetica cerebrale seriale durante la vita fetale, dopo la nascita e all'età di 4 mesi (endpoint primari).
2. Determinare l'esito dello sviluppo neurologico a un anno di età utilizzando il Bayley III e sarà correlato con la crescita cerebrale e lo sviluppo cerebrale nel terzo trimestre di vita fetale e all'età di 4 mesi (endpoint secondari).
3. Analizzare i fattori fetali, neonatali, correlati alla chirurgia e associati alla terapia intensiva che determinano il decorso individuale del paziente per la crescita cerebrale alterata e l'esito dello sviluppo neurologico compromesso a un anno di età.

Metodologia: arruoleremo prospetticamente feti e neonati con CHD a ventricolo singolo presso i tre centri cardiaci pediatrici in Svizzera (Zurigo, Berna) e Germania (Giessen). L'imaging RM avanzato valuterà i volumi cerebrali, i cambiamenti microstrutturali ed emodinamici in momenti ripetuti durante il terzo trimestre di vita fetale (32. settimana di gestazione), il periodo neonatale perioperatorio prima e dopo l'intervento di stadio I e prima dell'intervento di stadio II a 4 mesi di età. L'analisi biomeccanica dei cambiamenti longitudinali della morfologia cerebrale verrà applicata ai dati MRI longitudinali fetali e neonatali. Il risultato è determinato con il Bayley-III a un anno di età.

Significato: utilizzando un campione basato sulla popolazione di bambini con CHD a ventricolo singolo, saremo in grado di determinare la crescita cerebrale dal terzo trimestre fetale fino ai primi 4 mesi dopo la nascita, quando il cervello cresce più rapidamente. Eseguendo l'imaging cerebrale seriale, aumenterà la conoscenza del modello eziologico che influenza la crescita cerebrale, lo sviluppo e le lesioni cerebrali. Verranno eseguite analisi morfometriche e biomeccaniche dei modelli di crescita del cervello che possono catturare i cambiamenti a grana fine associati alla malattia coronarica. Correlando questi dati con l'esito dello sviluppo neurologico a un anno di età sarà possibile identificare specifiche costellazioni di rischio che portano a uno sviluppo cerebrale alterato e categorie di lesioni cerebrali che conferiscono un rischio più elevato di esito avverso. La migliore comprensione dei meccanismi fisiopatologici servirà come base per studi neuroprotettivi e studi farmacologici volti a migliorare in futuro i risultati nei bambini con CHD.