Estudo BiHiVE2. A Investigação e Validação de Biomarcadores Preditivos na Encefalopatia Hipóxico-isquêmica. (BiHiVE2)

Histórico e conhecimento atual na área:

A asfixia perinatal é uma das causas mais comuns de morte neonatal e incapacidade de longo prazo, ocorrendo em 20 por 1.000 nascidos vivos. Destes, aproximadamente 2-3 por 1.000 irão desenvolver encefalopatia hipóxico-isquêmica (HIE) (1). Na Irlanda e no Reino Unido, a EHI é a terceira causa mais comum de mortalidade neonatal, representando 9% de todas as mortes e 21% das mortes a termo, enquanto globalmente estima-se que cause mais de 1 milhão de mortes neonatais a cada ano. Para os sobreviventes, há morbidade secundária significativa associada, incluindo paralisia cerebral (15%), atraso cognitivo grave (11%), distúrbios convulsivos (8%), surdez neurossensorial (7%) e perda visual (3%)( 2).

HIE é um processo em evolução, que pode ser simplificado em dois insultos. O insulto inicial é hipóxia cerebral significativa e/ou isquemia que é seguida por depleção de energia, do metabolismo anaeróbico levando ao acúmulo de lactato e perda da integridade celular. Isso desencadeia uma cascata de eventos com a formação resultante de radicais livres, proteases e caspases, levando ao dano celular e à apoptose, o insulto secundário(3). Foi demonstrado que a falha de energia secundária ocorre entre 6-48 horas após o insulto inicial.

Até recentemente não existia nenhuma intervenção terapêutica que pudesse reduzir a morbidade ou mortalidade associada. No entanto, as publicações recentes de vários estudos internacionais e sua metanálise subsequente mostraram que a hipotermia induzida precocemente é benéfica na EHI, melhorando a sobrevida e reduzindo a incapacidade neurológica (4-5). A hipotermia induzida agora se tornou um padrão de tratamento em EHI moderada/grave. No entanto, para ser eficaz, deve ser iniciado dentro de 6 horas após a entrega, antes que ocorra a falha de energia secundária. Nessa estreita janela de tempo, a população que se beneficiaria com o tratamento deve ser identificada, ressuscitada, estabilizada e resfriada.

Infelizmente, a capacidade de reconhecer e diagnosticar aqueles que se beneficiariam da terapia nem sempre é possível nesse período de tempo. Mostramos que os métodos padrão atuais para identificar aqueles em risco de EHI, como equilíbrio ácido-base, pontuação de lactato e Apgar e avaliação neurológica inicial, não são confiáveis ​​(6). A eletroencefalografia (EEG) neonatal é útil para a classificação da encefalopatia e é um excelente preditor de resultados a longo prazo. Em particular, sua evolução nas primeiras 24 horas após o parto está fortemente correlacionada com o resultado (7). No entanto, requer um conjunto de habilidades altamente especializado que raramente está disponível para o neonatologista no cenário agudo. O EEG de amplitude integrada é mais amplamente utilizado pelos médicos, mas sua interpretação depende do usuário, e a maioria dos neonatologistas relata não ter confiança em sua própria capacidade interpretativa (8). A necessidade de previsão precoce e confiável do resultado na EHI nunca foi tão grande. Um método rápido, barato, reprodutível e não dependente do usuário para quantificar a gravidade da EHI e o provável prognóstico é uma necessidade urgente. Muitos marcadores bioquímicos e hematológicos foram propostos na asfixia perinatal, mas nenhum levou a avanços clínicos ou a testes à beira do leito comercialmente viáveis ​​(9).

Nos últimos 2 anos, aqui no Cork University Maternity Hospital, através do estudo BIHIVE (Biomarkers in Hypoxic-Ischemic Encephalopathy study) identificamos potenciais marcadores bioquímicos no sangue do cordão umbilical que podem identificar com precisão os bebês que irão progredir para moderado/grave encefalopatia (10,11). O estudo BIHIVE adotou uma abordagem multifacetada para identificar biomarcadores sanguíneos em HIE por meio de 1) perfil proteômico direcionado usando a tecnologia Luminex 2) perfil de miRNA 3) mapeamento abrangente do metaboloma sanguíneo usando técnicas de espectrometria de massa e ressonância magnética nuclear.

Nosso objetivo é recrutar uma coorte de bebês com asfixia perinatal claramente definida e EHI, classificados usando avaliação neurológica repetida e EEG multicanal. No momento do nascimento, o sangue do cordão umbilical será coletado, processado e armazenado, usando rigorosos procedimentos operacionais padrão (POPs) que desenvolvemos para esse fim. Esses procedimentos garantirão que todas as amostras sejam adequadas para análises proteômicas, metabolômicas, transcriptômicas e genômicas posteriores. Usando uma abordagem de biologia de sistemas, estudamos vários marcadores propostos no sangue do cordão umbilical armazenado de nossa coorte de descoberta, inicialmente com foco no proteoma e no metaboloma. Através deste trabalho já identificamos uma série de biomarcadores presentes no sangue do cordão umbilical com potencial para predizer o desenvolvimento de EHI moderada/grave. Nossos primeiros dados são extremamente promissores. Nossa análise metabolômica inicial mostrou que podemos diferenciar entre EHI e controles com uma área sob a curva (AUROC) de 0,92. Análises adicionais serão necessárias para identificar e quantificar os picos metabólicos exatos que produzem essa diferenciação. Agora, desejamos validar esses achados em outra coorte de bebês com asfixia perinatal e EHI e validar nossa capacidade de prever resultados neurológicos de longo prazo. Nosso trabalho piloto que examina as alterações de microRNA no sangue do cordão umbilical de bebês com EHI moderada/grave também é muito encorajador com regulação positiva significativa de vários miRNAs estudados tanto na asfixia quanto na EHI. Os miRNAs mais promissores agora estão sendo quantificados usando a amplificação da reação em cadeia da polimerase (PCR) e serão validados na coorte de descoberta.

Futura coorte-BIHIVE2: Para desenvolver ainda mais esses marcadores até o ponto em que tenhamos validado um marcador com > 90% de sensibilidade e especificidade para EHI moderada/grave, precisaremos recrutar mais uma coorte de bebês cuidadosamente recrutados com biobanco de alta qualidade no nascimento e fenotipagem clínica detalhada. Este é o trabalho principal desta aplicação atual. Exigiremos uma coorte adicional de 300 bebês com asfixia perinatal, dos quais 60 desenvolverão EHI e 30 desenvolverão EHI moderada a grave. Também precisaremos recrutar 300 bebês de controle contemporâneos. Para recrutar esse número de crianças com asfixia perinatal, precisaremos estudar 30.000 nascidos vivos. Portanto, expandimos nossos centros de estudo para incluir o Karolinska University Hospital, em Estocolmo, uma grande maternidade de última geração com 10.000 nascidos vivos por ano.

A validação posterior nos permitirá desenvolver um algoritmo de marcadores clínicos e bioquímicos que fornecerá um teste preditivo sensível e específico para EHI moderada/grave. O acompanhamento do neurodesenvolvimento de ambas as coortes nos permitirá avaliar nossa capacidade de prever o neurodesenvolvimento e o resultado comportamental em 2 anos.

Por fim, examinaremos o momento exato da alteração do biomarcador usando um modelo animal cronometrado de lesão hipóxico-isquêmica (HI). Em estudos clínicos, a lesão hipóxico-isquêmica é imprevisível e seu tempo é muitas vezes impossível de estimar. A Dra. Tracey Bjorkmann, da Queen's University, Brisbane, desenvolveu um modelo de leitão de HI que produz HI induz convulsões e um nível de lesão equivalente a EHI moderada a grave (12). Ela concordou em colaborar com nosso programa e fornecerá amostras de soro de leitões coletadas 0,1,2 e 12 horas após HI. Essas amostras serão inestimáveis ​​no exame da progressão do desarranjo dos biomarcadores e nos ajudarão a cronometrar a lesão cerebral neonatal após o parto.