COVID-19 su espressione genica placentare e patologia (PROSPER)

L’attuale epidemia di COVID-19, la malattia causata dalla sindrome respiratoria acuta grave coronavirus 2 (SARS-CoV-2), presenta somiglianze con l’epidemia di sindrome respiratoria acuta grave (SARS) (2002-2003) e con l’epidemia in corso in Medio Oriente. epidemia di sindrome (MERS) che ha avuto origine nel 2012. Tutte e tre le infezioni si presentano con tosse, febbre e potenziale malattia del tratto respiratorio inferiore. Mentre SARS e MERS mantengono un tasso di mortalità (CFR) più elevato, la maggiore trasmissibilità per COVID-19 si traduce in un numero maggiore di casi e decessi. Le infezioni respiratorie gravi che comunemente provocano polmonite, come la SARS e l’influenza A H1N1, sono associate a un aumento del rischio di mortalità materna e di nati morti. Sebbene le prove attuali non suggeriscano un rischio materno di infezione più elevato rispetto alla popolazione generale, si sa poco sull’impatto dell’infezione sulla gravidanza e sugli esiti neonatali avversi. Una revisione sistematica delle infezioni dello spettro del coronavirus ha riportato un aumento del tasso di morte perinatale dell’11%. Gli esatti meccanismi delle morti perinatali non sono ben caratterizzati.

Sebbene ad oggi vi siano poche prove che suggeriscano che l’infezione da SARS-CoV-2 sia trasmissibile verticalmente al feto, l’enzima di conversione dell’angiotensina 2 (ACE2), il recettore confermato per SARS-CoV-2, è stato rilevato a livelli elevati nei primi mesi del feto. placenta umana e presenta modelli di attività specifici dei tessuti. Le cellule del citotrofoblasto villoso e del sinciziotrofoblasto mostrano alti livelli di espressione di ACE2 durante il primo trimestre, mentre l'espressione nello strato extravilloso del trofoblasto inizia a essere bassa durante l'inizio della gravidanza e quindi raggiunge il picco intorno alla 24a settimana di gestazione. L’interruzione della vascolarizzazione e/o della capacità metabolica della placenta potrebbe comportare un’insufficienza placentare e una crescita e uno sviluppo fetoplacentare non ottimali. Uno studio precedente sui risultati della placenta di pazienti con COVID-19 ha dimostrato un aumento dell’arteriopatia deciduale e modelli di malperfusione vascolare materna (MVM), molti dei quali erano asintomatici da COVID-19. Inoltre, una parte dei pazienti con COVID-19 durante la gravidanza andrà incontro a polmonite e successiva ipossia. Ipotizziamo che l'esposizione all'ipossiemia e all'insufficienza respiratoria materna possano ulteriormente minacciare le richieste metaboliche dell'unità fetoplacentare durante la gestazione.

La nostra ipotesi di ricerca principale è che la malattia COVID-19 abbia un impatto sullo sviluppo e sulla funzione della placenta ed è mediata dalla gravità e dalla durata della malattia. Ipotizziamo che l'impatto sullo sviluppo placentare aumenterà successivamente gli esiti fetali avversi.

Si tratta di un progetto di ricerca caso-controllo che utilizzerà i dati dei pazienti (inclusa la cronologia delle cartelle cliniche) e i campioni placentari raccolti dal Greenville Memorial Hospital tra giugno 2020 e giugno 2021 durante l'epidemia di COVID-19. I controlli verranno abbinati utilizzando campioni di sangue placentare e cordonale conservati presso il Greenville Memorial Hospital o il sistema sanitario della Northshore University prima dell’emergenza dell’epidemia di COVID-19, tra marzo 2017 e dicembre 2019. Prevediamo di utilizzare campioni archiviati dato il tasso potenzialmente elevato di casi asintomatici. Al termine dello studio, i campioni e i dati raccolti presso il Greenville Memorial Hospital verranno deidentificati e combinati con i campioni raccolti presso il NorthShore University Health Center per la successiva analisi e pubblicazione.

I pazienti potenzialmente idonei verranno identificati durante le cure prenatali di routine presso il centro ostetrico/ginecologico Prisma Health, attraverso il registro COVID-19 Prisma Health o quando vengono ricoverati al Greenville Memorial Hospital per il parto. L'idoneità dei pazienti verrà valutata sulla base di una revisione della cartella clinica. Le pazienti identificate prima del ricovero ospedaliero possono essere autorizzate alla successiva visita di assistenza prenatale presso il Centro di ostetricia/ginecologia, Unità di medicina materno-fetale o quando arrivano al Greenville Memorial per il parto. I pazienti identificati come idonei prima del ricovero in ospedale per il parto verranno contrassegnati come idonei nella scheda di ricerca nella loro cartella. I pazienti identificati prima del ricovero ospedaliero possono essere autorizzati e arruolati alla successiva visita di assistenza prenatale presso il Centro di ostetricia/ginecologia, Unità di medicina materno-fetale o quando arrivano al Greenville Memorial per il parto.

Al momento dell'arruolamento, i pazienti risponderanno a un breve questionario riguardante i dati demografici e i sintomi COVID. Al momento del parto verranno raccolti campioni di placenta e sangue del cordone ombelicale per le valutazioni molecolari e istologiche dell'infiammazione. Il personale infermieristico, residente e/o di ricerca addestrato raccoglierà ed elaborerà questi campioni. Poiché i villi si sviluppano clonalmente, l'espressione genica può raggrupparsi spazialmente. Per ridurre al minimo l'influenza di queste variazioni, il personale otterrà biopsie di 0,4 cm3 da quattro cotiledoni separati in ciascuna placenta e sospenderà il tessuto in un agente stabilizzante (AllProtect Tissue Reagent, Qiagen). Le biopsie placentari deidentificate verranno raggruppate e spedite al laboratorio del Dr. Greg Miller presso la NorthShore University, Chicago, Illinois, dove saranno preparate per l'analisi che coinvolge la regolazione della trascrizione placentare. I campioni placentari anonimi verranno spediti al Social Genomics Core dell'UCLA, che misurerà la regolazione trascrizionale riflessa nell'espressione di mRNA e miRNA. Dai campioni non identificati, i tecnici Core estrarranno l'RNA utilizzando i mini kit Qiagen RNeasy ed eseguiranno controlli QA/QC con una TapeStation Agilent. 500 ng di RNA verranno convertiti in cDNA (Illumina TruSeq Stranded Total RNA RiboZero Globin) e sequenziati su uno strumento Illumina HiSeq 4000, utilizzando protocolli che rilevano in modo ottimale mRNA e miRNA. > 50 milioni di letture di sequenze per campione verranno mappate sul genoma umano RefSeq (hisat2/stringtie) e normalizzate per i conteggi di trascrizione per milione di letture mappate per ciascun mRNA e miRNA attualmente annotati. Un patologo esperto del Greenville Memorial condurrà un esame generale della placenta e preparerà le cassette per la successiva valutazione istologica. I vetrini placentari deidentificati verranno ottenuti dal laboratorio di patologia e verranno spediti a NorthShore dove un patologo perinatale confermerà i risultati della patologia. Nello specifico, sezioni delle membrane, della piastra basale e del parenchima villoso, colorate con ematossilina ed eosina, spesse 5 μm, saranno esaminate per evidenziare lesioni infiammatorie sia acute che croniche nei tre compartimenti principali della placenta: membrane, parenchima villoso e piastra basale. Il patologo perinatale della Northshore esaminerà inoltre il tessuto placentare per COVID utilizzando colorazioni immunoistochimiche per COVID-19. Le cartelle cliniche verranno estratte per gli esiti e le complicanze della gravidanza. Nello specifico, astrarremo l'anamnesi ostetrica e medica, inclusa la parità, la storia dei problemi di salute e gli esiti della nascita, l'indice di massa corporea prima della gravidanza, i risultati dei test di tolleranza al glucosio orale e gli screening del diabete gestazionale, le diagnosi di diabete, ipertensione, preeclampsia e malattie infettive. durante la gravidanza in corso. I dati sul parto includeranno il metodo di parto e la durata del travaglio, nonché il sesso, il peso, la lunghezza e l'età gestazionale del feto. Due programmatori, ciechi rispetto agli altri dati, astrarranno ogni record e risolveranno le discrepanze per consenso. Una volta raccolti i dati specificati non verranno effettuate ulteriori indagini sulla cartella clinica. In altre parole, non intendiamo continuare ad estrarre informazioni sulla salute delle madri e dei bambini col passare del tempo. Se desideriamo iniziare a farlo, chiederemo indicazioni all’IRB su come ottenere il consenso adeguato da parte dei partecipanti per farlo. Prevediamo che lo studio avrà luogo nell'arco di 1 anno. I partecipanti saranno coinvolti al momento del parto e le loro cartelle cliniche saranno esaminate dalla gravidanza fino a 6 settimane dopo il parto.