Шотландское исследование перспективных исследований плода (SAFeR)

Основная цель

Предоставить фундаментальную информацию для лучшего понимания задействованных механизмов и выявления и лечения или смягчения побочных эффектов во время беременности.

Вторичные цели

Вторичные цели этого исследования направлены на лучшее понимание нормальных процессов во время развития и того, как материнский образ жизни и окружающая среда могут повлиять на него. Исследования исследователей будут включать широкий спектр лабораторных исследований, культур клеток и тканей и ксенотрансплантации, а также микроскопические методы изучения химических веществ, гормонов, белков, генов и ДНК в тканях плода. Исследователи разработали сложные подходы, позволяющие минимизировать количество ткани, необходимое для проведения как можно большего количества различных измерений в одном и том же образце. Следует отметить, что предлагаемые исследования проводятся в сотрудничестве с различными исследовательскими группами, поскольку ни одна исследовательская группа не может провести все исследования изолированно. Кроме того, предлагаемые исследования предоставят информацию об исследованиях на животных и клетках, что позволит более точно интерпретировать их собственные результаты в свете механизмов и конкретных условий, фактически действующих в организме человеческого плода.

1. Эндокринная система плода человека

   Целью исследователей является изучение того, как развиваются различные гормональные системы плода и на них влияют неблагоприятные материнские факторы, такие как курение сигарет и ожирение. К ним относятся яички, яичники, надпочечники, щитовидная железа, почки и гипоталамус, шишковидная железа и гипофиз в головном мозге. Кроме того, исследователи также стремятся изучить плаценту, в том числе ее эндокринную функцию, и то, как на нее влияет материнская среда, поскольку она является ключевым органом беременности. Изменения в программах, определяющих работу эндокринной системы, могут иметь пожизненные последствия для здоровья и благополучия.

2. Репродуктивная и мочеполовая система плода человека

   Целью исследователей является изучение того, как развиваются яичники, яички, мочеполовые пути (включая предстательную железу, грудные почки и матку), гениталии и почки у плода человека. Имеются убедительные доказательства того, что курение матери и прием безрецептурных лекарств могут оказывать негативное воздействие на эту систему, и мы выясним, когда такое воздействие начинается и какие механизмы задействованы. Кроме того, распространенные виды рака, такие как рак яичка, могут иметь внутриутробное происхождение, и, безусловно, события в жизни плода могут предрасполагать взрослого человека к развитию рака. В случае с яичками, яичниками, грудными зачатками и предстательной железой дополнительная цель состоит в том, чтобы определить, повышают ли и каким образом события между 7 и 20 неделями беременности вероятность возникновения рака в этих органах во взрослом возрасте.

3. Механистические исследования, Эпилепсия и другие заболевания головного мозга

   Целью исследователей является изучение развития центральной нервной системы плода, включая мозг. Первое запланированное исследование призвано изучить изменения в генах и структуре ДНК в мозге, связанные с эпилепсией и другими нарушениями развития нервной системы, связанными с курением сигарет матерью во время беременности. Вторая цель — использовать плоды, подвергшиеся воздействию дыма, чтобы лучше понять роль витамина А в нормальном развитии плода, включая развитие центральной нервной системы. Аналогичные опасения выражаются в литературе в отношении потребления алкоголя матерями, и, получив доступ к данным анкеты быстрого скринингового теста на алкоголь, которая уже собрана в клинике, исследователи смогут систематически решать этот вопрос в отношении всех исследований, включая развитие мозга плода.

4. Метаболизм и заболевания печени

   Исследователи намерены продолжить исследования (финансируемые Советом медицинских исследований) печени плода человека и других органов, важных для метаболизма, включая поджелудочную железу, жировые клетки и клетки, которые станут жировыми клетками (клетками-предшественниками). Программирование метаболизма во время жизни в утробе матери важно для здоровья взрослых, и лучшее понимание развития метаболических систем и того, как они нарушаются такими факторами, как курение матери и депривация, является важной основой для разработки стратегий благополучия в послеродовом периоде. Критическим заболеванием, значение которого в этих исследованиях приобретает все большее значение, является неалкогольная жировая болезнь печени, заболеваемость которой растет, особенно у людей с ожирением. Учитывая, что печень плода человека активна и реагирует на окружающую среду матери, некоторые основы этого заболевания могут быть установлены еще в жизни плода. Кроме того, развитие щитовидной железы и надпочечников также имеет важное значение для налаживания нормальных обменных процессов. Также будут использоваться новейшие методы, такие как крупномасштабные метаболомические и липидомные исследования, включая анализ широкого спектра пищевых метаболитов.

5. Сердце и сердечно-сосудистая система

   Будет охарактеризовано развитие сердца и главной артерии, аорты, между 7 и 20 неделями беременности. Затем будет исследовано влияние неблагоприятной внутриутробной среды на процессы развития.

6. Развитие иммунной системы

   Тимус является важным и крупным органом в развитии плода, который важен для формирования иммунной системы. Селезенка вырабатывает антитела, а в период внутриутробного развития — эритроциты (как и печень плода) и перерабатывает эритроциты. Оба органа играют важную роль в поддержании иммунной системы. Целью исследователей является выяснить, может ли неблагоприятный материнский образ жизни и/или окружающая среда изменить развитие и функцию тимуса и селезенки.

7. Кости, хрящи и суставы

   Очень мало известно о нормальном развитии костей и хрящей у плода человека. Важно отметить, что даже неизвестно, когда клетки, участвующие в развитии костей, хрящей и суставов, начнут менять свое поведение на более «взрослый» формат. Причина, по которой это важно, заключается в том, что при заболеваниях опорно-двигательного аппарата у пожилых людей, особенно при остеоартрите, ранние стадии заболевания обычно характеризуются возобновлением роста тканей, то есть возвращением к более «фетальному» паттерну поведения клеток. Таким образом, одной из целей исследователей является роль клеточного программирования во время внутриутробной жизни и лучшее понимание правильного развития и поддержания костей, хрящей и суставов, а также того, как на программирование влияет окружающая среда плода.

8. Развитие плаценты на сроке от 7 до 20 недель беременности.

   О термине «плацента» известно очень много, поскольку его очень легко получить и напрямую соотнести с сопровождающим его новорожденным и его родителями. Однако плацента является динамично развивающимся органом, жизненно важным для нормальной беременности и на который влияет образ жизни матери (например, рост плаценты замедляется, если мать продолжает курить во время беременности). Поэтому исследователи стремятся лучше понять, как развивается плацента в этот период беременности и как на нее влияет материнская среда.

9. Восстановление нервов

   Травма спинного мозга является серьезной проблемой здравоохранения во всем мире. Недавно было показано, что клетки центральной нервной системы плода человека или эмбриональные нервные стволовые клетки могут помочь в разработке новых стратегий лечения повреждений спинного мозга. Эта конечная вторичная цель сосредоточена на проверке концепции исследования, чтобы определить, помогает ли культивирование разорванных нервов в присутствии нервных клеток плода человека правильному и функциональному возобновлению роста нервов и их повторному соединению через образовавшийся разрыв. Любые дальнейшие исследования, если цель доказательства концепции будет реализована удовлетворительным образом, потребуют отдельного этического приложения.

10. Влияние эмоционального здоровья и благополучия матери на плод

    Материнский стресс – общеизвестное негативное влияние на развитие плода. Целью исследователей является проведение пилотного исследования, связывающего показатели развития плода, такие как морфология, эндокринный статус, с данными материнского эмоционального здоровья, благополучия и жестокого обращения. Основным результатом будет показатель того, влияет ли материнский стресс на развитие плода на общем уровне между 7 и 20 неделями беременности. Плацентарные биомаркеры, выявленные в других исследованиях, перечисленных выше, также будут связаны с показателями материнского стресса, чтобы установить, могут ли существовать плацентарные биомаркеры ранней реакции плода на материнский стресс.

11. Легкое плода

    Хотя хорошо известно, что к неблагоприятным последствиям курения матери относится увеличение случаев респираторных заболеваний, таких как астма. Однако есть также данные, свидетельствующие о том, что дети, подвергшиеся воздействию сигаретного дыма, могут с большей вероятностью заболеть раком легких. Цель исследователей - определить, нарушает ли курение матери развитие легких плода на ранних этапах беременности и включает ли это признаки повышенной вероятности развития рака, такие как аддукты полициклических ароматических углеводородов и ДНК в легких плода.

12. Количественная оценка воздействия загрязняющих веществ, лекарств, фармацевтических препаратов и других химических веществ на плод человека

    Измерить химические вещества в крови или моче матери или в околоплодных водах, собранных во время амниоцентеза, несложно. Однако амниоцентез не проводят в исследовательских целях из-за значительного риска для плода. Это означает, что необходимо полагаться на исследования на животных, посвященные попаданию таких химических веществ в плод, но этого недостаточно из-за серьезных видовых различий. Поэтому исследователи стремятся измерить химические вещества и лекарства, потенциально опасные для здоровья (например, бисфенол А, который содержится в пластике, и безрецептурные лекарства, принимаемые матерями и которые могут повлиять на плод, такие как парацетамол) в тканях плода, включая кровь и мочу, где доступный. Это единственный способ точно оценить, какое количество этих соединений действительно попадает в сам плод. Это важно, поскольку плод считается гораздо более уязвимым к токсичным химическим веществам, чем взрослый человек. Кроме того, исследователи стремятся измерить эти соединения в плацентах (и пуповинной крови, если таковая имеется) тех же плодов. Поскольку плацента легко доступна в срок, плацентарные биомаркеры воздействия на плод неблагоприятных соединений (например, алкоголь), которые обнаруживаются во втором триместре беременности в печени плода, будут исследованы в терминальной плаценте.

13. Негенетическое программирование плода на взрослую жизнь

Эпигенетические изменения — это изменения, которые включают в себя нанесение меток на ДНК, влияющих на активацию генов. Следовательно, эпигенетические изменения могут изменить, иногда значительно, связь между количеством гена, присутствующего в клетке, и его эффектом. Эта связь может быть довольно большой, при этом ген практически подавляется с точки зрения его эффекта, даже если в клетке может присутствовать большое количество гена. Условия внутриутробного развития, такие как курение матери, могут иметь эпигенетические последствия. Таким образом, исследователи стремятся лучше понять, как воздействие окружающей среды на плод может повлиять на развитие и программирование здоровья и заболеваний взрослых с помощью эпигенетических механизмов.