Imaging Innovations for Placental Assessment in Response to Environmental Pollution (FOLDRE) (PARENTs)

Mange epidemiologiske studier har assosiert eksponering for trafikkavledet luftforurensning fra motorkjøretøyer, luftgifter fra industri og andre miljøgifter fra gravide kvinner med mål på dårlige fødselsresultater, inkludert svangerskapsforgiftning (PE), prematur fødsel (PTB) og intrauterin vekstbegrensning (IUGR). Svangerskapsforgiftning, prematur fødsel og IUGR, samlet kjent som iskemisk placentasykdom, er sterkt korrelert med spedbarnssykelighet og en rekke voksne sykdommer som spenner fra koronararteriesykdom til kreft. Selv om det er allment antatt at de patofysiologiske mekanismene som fører til komplikasjoner av iskemisk placentasykdom og placentainsuffisiens har lignende biologisk opprinnelse, starter så tidlig som defekt placentaimplantasjon, er det til dags dato ingen prediktive studier som prospektivt undersøker placentastruktur og/eller funksjon. Dette kan være relatert til eksisterende teknologier, rutinemessig brukt i klinisk beslutningstaking, som ultrasonografi og visse biomarkører, manglende presisjon i første trimester, og tilstrekkelig sensitivitet og spesifisitet i andre til tredje trimester. Dermed mangler vurdering og prediksjon av normalitet versus avvik av morkakefunksjon. Derfor er det overordnede målet med dette forslaget å utvikle og evaluere en rekke banebrytende multiparametrisk magnetisk resonansavbildning (mp-MRI) teknologier (primær prediktor), og oversette disse nye placenta-avbildningsmodalitetene til å vurdere virkningen av miljøforurensning. eksponering på prediksjon av sammensetningen av placentaavvik/insuffisiens og relaterte utfall (PE, PTB og IUGR) (primært utfall).

Vår sentrale hypotese er at kronisk eksponering for høye forekomster av miljøforurensning, uavhengig av sosioøkonomisk status (SES), øker risikoen for morkakeinsuffisiens på grunn av tidlig svangerskapsutvikling av uønsket morkakestruktur/funksjon som oppdaget av mp-MRI teknologiske fremskritt.

For å teste denne hypotesen, vil vårt tverrfaglige forskningsteam ved UCLA først utvikle non-contrast freebreathing placental mp-MRI, bestående av multi-delay pseudo-continuous arterial spin labeling (pCASL) perfusjon og høyoppløselig multi-contrast strukturell MR, som vil gi reproduserbare mål på placenta perfusjon og vevsmikrostruktur (MÅL 1). De nye mp-MRI-teknikkene vil bli sammenlignet med livmorarteriens Doppler-ultralyd gjennom svangerskapet og til slutt validert av gullstandardens histologiske patologi og vaskularitet til postparturient placenta (MÅL 2). Til slutt vil etterforskerne utføre dybdeanalyser av rekrutterte forsøkspersoner for eksponering for miljøforurensning og korrelere deres eksponeringsrater for omfattende innsamlede graviditetsutfall, mot å bygge en prediktiv modell (MÅL 3). Våre spesifikke mål er:

MÅL 1: Utvikle ikke-kontrastfripustende placenta mp-MRI-teknikker som ikke-invasivt kan karakterisere in vivo placentaperfusjon og mikrostruktur gjennom alle trimestere.

A. Utvikle en frittpustende multi-forsinkelse pCASL-sekvens ved bruk av bakgrunnsundertrykt lokalisert volum 3D GRASE-avbildning for kvantitativ måling av placentaperfusjon innen en 5-10 min skanning (1,5x1,5x2) mm3 oppløsning).

B. Utvikle en frittpustende høyoppløselig 3D stabel-av-radial-sekvens med gylden vinkel med selvnavigering og retrospektiv bevegelseskompensasjon ved å bruke komprimert sensing for kartlegging av placentamikrostruktur innen en 5-10 min skanning (1x1x1 mm3 isotropisk oppløsning).

MÅL 2: Evaluere placenta mp-MRI ved longitudinell sammenligning med uterus arterie Doppler ultralyd gjennom svangerskap som en prediktiv markør for placenta insuffisiens.

A. Gjennomfør en 3-årig prospektiv kohortstudie av gravide kvinner, som utfører nyutviklet mp-MRI (AIM1) i 1. og 2. trimester parallelt med ultralydmåling av livmorarterie-doppler, for å vurdere mp-MRI-prediksjonsevne versus ultralyd.

B. Samle inn detaljerte data om graviditetsutfall for potensiell kohort, inkludert diagnose, neonatalt utfall og placenta for patologisk og histologisk analyse for å fastslå risikofaktorer for placentainsuffisiens som en respons på miljøeksponering (MÅL 3).

MÅL 3: Utfør dybdeanalyser i rekrutterte forsøkspersoner for å bestemme sammenhenger mellom eksponering for miljøforurensning og både placenta mp-MR-målinger og samtidige graviditetsutfall.

A. Utfør dybdeanalyser av målinger av modellert miljøforurensningseksponering hos våre rekrutterte forsøkspersoner for å vurdere assosiasjoner til mp-MRI-mål av placentastruktur og perfusjon gjennom svangerskapet, og ta hensyn til flere forvirrende faktorer som mors alder ved fødsel, rase/etnisitet og SES.

B. Korreler mp-MR-mål av placentastruktur og perfusjon gjennom svangerskapet med graviditetsutfall, post-parturient vurdering av placentavekt, patologi og neonatale utfall. Disse studiene vil fastslå innvirkningen av miljøforurensning på morkakens struktur og funksjon, og relaterte graviditetsutfall, med obstetriske og neonatale praksiser som omfatter overvåkingstaktikker basert på bostedsplasseringen til gravide kvinner og deres avkom. I tillegg vil den foreslåtte forskningen etablere potensialet for tidlig anerkjennelse av placentainsuffisiens, og dermed iscenesette fremtidige strategier for forebyggende og intervensjonelle terapier rettet mot reversering før de møter skadelige konsekvenser.