COVID-19 на экспрессию плацентарных генов и патологию (PROSPER)

Нынешняя вспышка COVID-19, заболевания, вызванного коронавирусом тяжелого острого респираторного синдрома 2 (SARS-CoV-2), имеет сходство со вспышкой тяжелого острого респираторного синдрома (SARS) (2002–2003 гг.) и продолжающейся респираторной инфекцией на Ближнем Востоке. Вспышка синдрома MERS (MERS), возникшая в 2012 году. Все три инфекции проявляются кашлем, лихорадкой и возможностью развития заболеваний нижних дыхательных путей. В то время как SARS и MERS сохраняют более высокий уровень смертности (CFR), более высокая заразность COVID-19 приводит к большему числу случаев и смертей. Тяжелые респираторные инфекции, которые обычно приводят к пневмонии, такие как атипичная пневмония и грипп A H1N1, связаны с повышенным риском материнской смертности и мертворождения. Хотя имеющиеся данные не свидетельствуют о более высоком риске инфицирования матери по сравнению с населением в целом, мало что известно о влиянии инфекции на беременность и неблагоприятные исходы для новорожденных. Систематический обзор инфекций коронавирусного спектра показал увеличение уровня перинатальной смертности на 11%. Точные механизмы перинатальной смертности изучены недостаточно.

Хотя на сегодняшний день имеется мало доказательств того, что инфекция SARS-CoV-2 передается плоду вертикально, ангиотензинпревращающий фермент 2 (ACE2), подтвержденный рецептор SARS-CoV-2, был обнаружен на высоких уровнях на ранних стадиях беременности. плаценты человека и обладает тканеспецифическими паттернами активности. Клетки ворсинчатого цитотрофобласта и синцитиотрофобласта демонстрируют высокие уровни экспрессии ACE2 в течение первого триместра, в то время как экспрессия во вневорсинчатом слое трофобласта начинается с низкого уровня на ранних сроках беременности, а затем достигает пика примерно на 24 неделе беременности. Нарушение васкуляризации и/или метаболических способностей плаценты может привести к плацентарной недостаточности и субоптимальному фетоплацентарному росту и развитию. Предыдущее исследование плацентарных показателей у пациентов с COVID-19 продемонстрировало увеличение случаев децидуальной артериопатии и паттернов материнской сосудистой мальперфузии (МВМ), у многих из которых COVID-19 протекал бессимптомно. Кроме того, у части пациенток с COVID-19 во время беременности развивается пневмония и последующая гипоксия. Мы предполагаем, что воздействие гипоксемии и дыхательной недостаточности у матери может еще больше угрожать метаболическим потребностям фетоплацентарной единицы во время беременности.

Наша основная гипотеза исследования заключается в том, что заболевание COVID-19 влияет на развитие и функцию плаценты и опосредовано тяжестью и продолжительностью заболевания. Мы предполагаем, что влияние на развитие плаценты впоследствии приведет к увеличению неблагоприятных исходов для плода.

Это исследовательский проект по контролю случаев заболевания, в котором будут использоваться данные пациентов (включая историю болезни) и образцы плаценты, собранные в Мемориальной больнице Гринвилля в период с июня 2020 года по июнь 2021 года во время вспышки COVID-19. Контрольные образцы будут сопоставляться с использованием хранящихся в банках образцов плацентарной и пуповинной крови, собранных в Мемориальной больнице Гринвилля или системе здравоохранения Нортшорского университета до возникновения вспышки COVID-19, в период с марта 2017 года по декабрь 2019 года. Мы планируем использовать образцы из банков, учитывая потенциально высокий уровень бессимптомных случаев. По завершении исследования образцы и данные, собранные в мемориальной больнице Гринвилля, будут обезличены и объединены с образцами, собранными в медицинском центре Университета Нортшор, для последующего анализа и публикации.

Потенциально подходящие пациентки будут идентифицированы во время их обычного дородового ухода в акушерско-гинекологическом центре Prisma Health, через реестр Prisma Health COVID-19 или при их госпитализации в Мемориальную больницу Гринвилля для родов. Пациенты будут оцениваться на предмет соответствия критериям на основании анализа медицинской документации. Пациенты, выявленные до госпитализации, могут получить согласие во время своего следующего визита по дородовому уходу в акушерско-гинекологический центр, отделение медицины матери и плода или по прибытии в Гринвиллский мемориал для родов. Пациенты, признанные подходящими для участия в программе до госпитализации для родов, будут отмечены как соответствующие критериям на вкладке «Исследование» в их карте. Пациентки, выявленные до госпитализации, могут получить согласие и быть зачислены во время следующего визита по дородовому уходу в акушерско-гинекологический центр отделения медицины матери и плода или по прибытии в Гринвиллский мемориал для родов.

При зачислении пациенты ответят на короткую анкету, касающуюся демографических данных и симптомов COVID. Во время родов будут взяты образцы плаценты и пуповинной крови для молекулярной и гистологической оценки воспаления. Обученные медсестры, резиденты и/или научные сотрудники будут собирать и обрабатывать эти образцы. Поскольку ворсинки развиваются клонально, экспрессия генов может группироваться в пространстве. Чтобы свести к минимуму влияние этих изменений, сотрудники возьмут биопсию объемом 0,4 см3 из четырех отдельных семядолей в каждой плаценте и суспендируют ткань в стабилизирующем агенте (AllProtect Tissue Reagent, Qiagen). Обезличенные биопсии плаценты будут упакованы и отправлены в лабораторию доктора Грега Миллера в Университете Нортшор, Чикаго, Иллинойс, где они будут подготовлены к анализу, включающему регуляцию плацентарной транскрипции. Обезличенные образцы плаценты будут отправлены в Центр социальной геномики Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, который будет измерять регуляцию транскрипции, отражающуюся в экспрессии мРНК и микроРНК. Из обезличенных образцов технические специалисты Core извлекут РНК с помощью мини-наборов Qiagen RNeasy Mini Kits и проведут проверку качества/контроля качества с помощью Agilent TapeStation. 500 нг РНК будут преобразованы в кДНК (Illumina TruSeq Stranded Total RNA RiboZero Globin) и секвенированы на приборе Illumina HiSeq 4000 с использованием протоколов, которые оптимально обнаруживают мРНК и микроРНК. > 50 миллионов чтений последовательностей на образец будут сопоставлены с геномом человека RefSeq (hisat2/stringtie) и нормализованы по количеству транскриптов на миллион картированных чтений для каждой аннотированной в настоящее время мРНК и микроРНК. Обученный патологоанатом в Мемориале Гринвилля проведет общий осмотр плаценты и подготовит кассеты для последующей гистологической оценки. Обезличенные плацентарные препараты будут получены из патологоанатомической лаборатории и отправлены в NorthShore, где перинатальный патологоанатом подтвердит результаты патологии. В частности, окрашенные гематоксилином и эозином срезы мембран толщиной 5 мкм, базальной пластинки и ворсинчатой ​​паренхимы будут исследованы на предмет наличия как острых, так и хронических воспалительных поражений в трех основных отделах плаценты: мембранах, ворсинчатой ​​паренхиме и базальной пластинке. Перинатальный патологоанатом в Нортшоре дополнительно исследует плацентарную ткань на наличие COVID, используя иммуногистохимические окраски на COVID-19. Медицинские карты будут составлены с учетом исходов беременности и осложнений. В частности, мы будем абстрагироваться от акушерской и медицинской истории, включая паритет, историю проблем со здоровьем и исходы родов, индекс массы тела до беременности, результаты пероральных тестов на толерантность к глюкозе и скрининг гестационного диабета, диагнозы диабета, гипертонии, преэклампсии и инфекционных заболеваний. во время текущей беременности. Данные о родах будут включать способ родоразрешения и продолжительность родов, а также пол плода, вес, длину тела и гестационный возраст. Два кодировщика, не обращающие внимания на другие данные, будут абстрагировать каждую запись и устранять несоответствия путем консенсуса. После сбора указанных данных дальнейшие запросы медицинской документации проводиться не будут. Иными словами, мы не планируем продолжать с течением времени собирать информацию о здоровье матери или ребенка. Если мы захотим начать это делать, мы обратимся за советом к IRB о том, как получить на это надлежащее согласие участников. Мы ожидаем, что исследование продлится более 1 года. Участники будут задействованы во время родов, а их медицинские записи будут проверены от беременности до 6 недель после родов.