COVID-19 om placental genuttrykk og patologi (PROSPER)

Det nåværende utbruddet av COVID-19, sykdommen forårsaket av alvorlig akutt respiratorisk syndrom coronavirus 2 (SARS-CoV-2), deler likheter med utbruddet av alvorlig akutt respiratorisk syndrom (SARS) (2002 - 2003) og det pågående luftveiene i Midtøsten syndrom (MERS) utbrudd som oppsto i 2012. Alle tre infeksjonene presenteres med hoste, feber og potensiale for sykdommer i nedre luftveier. Mens SARS og MERS opprettholder en høyere dødelighetsrate (CFR), resulterer den høyere overførbarheten for COVID-19 i et større antall tilfeller og dødsfall. Alvorlige luftveisinfeksjoner som vanligvis resulterer i lungebetennelse, som SARS og influensa A H1N1, er assosiert med økt risiko for mødredødelighet og dødfødsel. Selv om dagens bevis ikke tyder på en høyere risiko for infeksjon hos mor enn den generelle befolkningen, er lite kjent om virkningen av infeksjonen på graviditet og uønskede neonatale utfall. En systematisk gjennomgang av infeksjoner i koronavirusspekteret rapporterte en økning på 11 % av perinatal død. De nøyaktige mekanismene for perinatale dødsfall er ikke godt karakterisert.

Selv om det er lite bevis hittil som tyder på at SARS-CoV-2-infeksjon er vertikalt overførbar til fosteret, har angiotensinkonverterende enzym 2 (ACE2), den bekreftede reseptoren for SARS-CoV-2, blitt oppdaget i høye nivåer tidlig human placenta og presenterer seg med vevsspesifikke aktivitetsmønstre. Villøse cytotrofoblast- og syncytiotrofoblastceller viser høye nivåer av ACE2-ekspresjon i løpet av første trimester, mens ekspresjon i det ekstravilløse trofoblastlaget starter lavt tidlig i svangerskapet og topper seg deretter rundt 24 ukers svangerskap. Forstyrrelse i vaskulariseringen og/eller metabolsk kapasitet til placenta kan resultere i placenta insuffisiens og suboptimal føtoplacental vekst og utvikling. En tidligere studie på placentale funn fra pasienter med COVID-19 viste en økning i decidual arteriopati og mønstre av maternal vaskulær malperfusjon (MVM), hvorav mange var asymptomatiske fra COVID-19. I tillegg vil en del av pasienter med COVID-19 under graviditet oppleve lungebetennelse og påfølgende hypoksi. Vi antar at eksponering for hypoksemi og maternell respirasjonssvikt ytterligere kan true metabolske krav til fosterplacentaenheten under svangerskapet.

Vår primære forskningshypotese er at COVID-19-sykdommen påvirker utviklingen og funksjonen av morkaken og er mediert av sykdommens alvorlighetsgrad og varighet. Vi antar at innvirkningen på utviklingen av placenta senere vil øke uønskede fosterutfall.

Dette er et case-kontroll forskningsprosjekt som vil bruke pasientdata (inkludert karthistorie) og placentaprøver samlet inn fra Greenville Memorial Hospital mellom juni 2020 og juni 2021 under COVID-19-utbruddet. Kontroller vil bli matchet ved hjelp av bankede placenta- og navlestrengsblodprøver samlet ved Greenville Memorial Hospital eller Northshore University Health System før oppkomsten av COVID-19-utbruddet, mellom mars 2017 og desember 2019. Vi planlegger å bruke bankprøver gitt den potensielt høye frekvensen av asymptomatiske tilfeller. Ved avslutningen av studien vil prøver og data samlet ved Greenville Memorial Hospital bli avidentifisert og kombinert med prøver samlet ved NorthShore University Health Center for påfølgende analyse og publisering.

Potensielt kvalifiserte pasienter vil bli identifisert under deres rutinemessige svangerskapsomsorg ved Prisma Health OB/GYN Center, gjennom Prisma Health COVID-19 Registry, eller når de legges inn på Greenville Memorial Hospital for levering. Pasienter vil bli vurdert for kvalifisering basert på en gjennomgang av journalen. Pasienter identifisert før sykehusinnleggelse kan få samtykke ved deres neste prenatal omsorgsbesøk på OB/GYN-senteret, Maternal-Fetal Medicine Unit, eller når de ankommer Greenville Memorial for levering. Pasienter identifisert som kvalifiserte før sykehusinnleggelse for levering vil bli merket som kvalifiserte under forskningsfanen i diagrammet deres. Pasienter identifisert før sykehusinnleggelse kan gis samtykke og registreres ved deres neste prenatal omsorgsbesøk ved OB/GYN-senteret, Maternal-Fetal Medicine Unit, eller når de ankommer Greenville Memorial for levering.

Ved påmelding vil pasienter svare på et kort spørreskjema angående demografi og covid-symptomer. Ved leveringstidspunktet vil placentaprøver og navlestrengsblod bli samlet inn for molekylære og histologiske vurderinger av betennelse. Opplært sykepleier, beboer og/eller forskningspersonell vil samle inn og behandle disse prøvene. Fordi villi utvikler seg klonalt, kan genuttrykk klynge seg romlig. For å minimere påvirkningen av disse variasjonene vil personalet få 0,4 cm3 biopsier fra fire separate cotyledoner i hver morkake og suspendere vevet i et stabiliserende middel (AllProtect Tissue Reagent, Qiagen). Avidentifiserte placentabiopsier vil bli gruppert og sendt til Dr. Greg Millers laboratorium ved NorthShore University, Chicago, Illinois, hvor de vil bli klargjort for analyse som involverer placentatranskripsjonsregulering. Avidentifiserte placentaprøver vil bli sendt til UCLA Social Genomics Core, som vil måle transkripsjonsregulering som reflektert i uttrykket av mRNA og miRNA. Fra avidentifiserte prøver vil Core-teknikere trekke ut RNA ved å bruke Qiagen RNeasy Mini Kits, og utføre QA/QC-sjekker med en Agilent TapeStation. 500 ng RNA vil bli konvertert til cDNA (Illumina TruSeq Stranded Total RNA RiboZero Globin) og sekvensert på et Illumina HiSeq 4000-instrument, ved bruk av protokoller som optimalt oppdager mRNA og miRNA. > 50 millioner sekvensavlesninger per prøve vil bli kartlagt til det humane RefSeq-genomet (hisat2/stringtie) og normalisert til transkripttellinger per million kartlagte avlesninger for hver for tiden kommenterte mRNA og miRNA. En utdannet patolog ved Greenville Memorial vil gjennomføre en grov undersøkelse av placenta og forberede kassetter for senere histologisk evaluering. Avidentifiserte placentaglass vil bli hentet fra patologilaboratoriet og vil bli sendt til NorthShore hvor en perinatal patolog vil bekrefte patologiske funn. Nærmere bestemt vil hematoksylin og eosinfargede, 5 μm tykke seksjoner av membranene, basalplaten og villøs parenkym bli undersøkt for tegn på både akutte og kroniske inflammatoriske lesjoner i placentas tre hovedkompartmenter: membraner, villøst parenkym og basalplate. Den perinatale patologen ved Northshore vil i tillegg undersøke placentavevet for COVID ved å bruke immunhistokjemiske farginger for COVID-19. Medisinske diagrammer vil bli abstrahert for graviditetsutfall og komplikasjoner. Spesifikt vil vi abstrahere obstetrisk og medisinsk historie, inkludert paritet, historie med helseproblemer og fødselsresultater, kroppsmasseindeks før graviditet, resultater av orale glukosetoleransetester og svangerskapsdiabetesskjermer, diagnoser av diabetes, hypertensjon, svangerskapsforgiftning og infeksjonssykdommer under nåværende svangerskap. Leveringsdata vil inkludere leveringsmåte og fødselsvarighet, samt fosterkjønn, vekt, lengde og svangerskapsalder. To kodere, blinde for andre data, vil abstrahere hver post og løse avvik ved konsensus. Når de spesifiserte dataene er samlet inn, vil det ikke bli utført ytterligere henvendelser til medisinske journaler. Vi planlegger med andre ord ikke å fortsette å abstrahere informasjon om mors eller barns helse ettersom tiden går. Skulle vi ønske å begynne å gjøre det, vil vi søke veiledning fra IRB om hvordan vi kan innhente riktig samtykke fra deltakerne til å gjøre det. Vi regner med at studiet vil pågå over 1 år. Deltakerne vil bli involvert på tidspunktet for fødselen, og deres medisinske journaler vil bli gjennomgått fra graviditet til opptil 6 uker etter fødsel.