O estudo ajudará a desenvolver terapias para melhorar a função pulmonar em fetos com atraso de crescimento

Se o feto crescer abaixo dos níveis normais durante a gravidez, o risco de alguns de seus órgãos não se desenvolverem adequadamente aumenta a cada semana de gestação, o que pode afetar negativamente a saúde do bebê após o nascimento. Os efeitos a longo prazo da restrição do crescimento fetal no desenvolvimento cerebral e cardiovascular têm sido objeto de muitas pesquisas, mas faltam dados científicos sobre seus efeitos nos pulmões.

Este foi o tema de um estudo realizado em conjunto pelo Centro de Pesquisa em Medicina Fetal BCNatal (Hospitais Clínica Barcelona e Sant Joan de Déu) e pela Universidade Pompeu Fabra (UPF), que identificou diferenças no desenvolvimento pulmonar entre fetos com crescimento limitado e fetos normais em termos de resistência vascular. Os pesquisadores estudaram isso medindo a velocidade do fluxo sanguíneo no feto e analisando esses dados com o apoio de métodos de inteligência artificial e modelos computacionais.

As descobertas, publicadas recentemente em um artigo no periódico Scientific Reports, abrem a possibilidade de desenvolver terapias destinadas a melhorar o desenvolvimento pulmonar em fetos com crescimento restrito e prevenir problemas respiratórios que podem persistir não apenas na infância, mas também na adolescência e na idade adulta.

Os investigadores principais deste estudo são Fátima Crispiel, investigadora do BCNatal e da Clínic-IDIBAPS no Grupo de Medicina Fetal e Perinatal, e Bart Beijnens (ICREA, UPF), investigador da Unidade de MedTech do BCN no Departamento de Engenharia da UPF. Os restantes investigadores pertencem a diferentes serviços e grupos de investigação da Clínic-IDIBAPS e estão também associados à Universidade de Barcelona e ao CIBER para Doenças Respiratórias e Raras.

O estudo envolveu mais de 200 gestantes. O estudo analisou o fluxo sanguíneo fetal e suas alterações com a adição de oxigênio em 208 gestantes entre 24 e 37 semanas de gestação. Todas as gestantes foram examinadas no Hospital Clínic de Barcelona, onde foram submetidas a todos os exames necessários para o estudo.

Em 97 desses casos, os fetos apresentaram retardo de crescimento limitado, resultando em peso muito baixo ao nascer. Os 111 fetos restantes apresentaram crescimento normal. Em cada um desses fetos, a velocidade do fluxo sanguíneo nas principais artérias e vasos pulmonares foi medida e comparada por meio de inteligência artificial. Além disso, a resistência dos pulmões foi calculada por meio de um modelo computacional.

Imagens Doppler ilustrativas da artéria pulmonar principal e da artéria intrapulmonar fetal. Fonte: Vellvé, K., Garcia-Canadilla, P., Nogueira, M., et al.

A velocidade do fluxo sanguíneo pulmonar fetal foi analisada tanto em condições normais de respiração materna quanto após a administração de oxigênio suplementar por máscara (condições de hiperoxigenação). Essa análise foi realizada utilizando uma técnica baseada na emissão de ondas ultrassônicas para o feto, a fim de estimar a velocidade do fluxo sanguíneo em toda a sua circulação, com base nos princípios do Doppler.

Em contraste, a resistência de órgãos como os pulmões não pode ser medida diretamente por ultrassom, e um modelo computacional representando o coração e os vasos sanguíneos foi usado para medi-la. Para efeito de comparação, esse modelo computacional pode ser comparado a uma simulação de um circuito eletrônico. Os pesquisadores recriaram uma versão computacional do sistema vascular fetal e, utilizando as taxas de fluxo sanguíneo medidas e modelando outros parâmetros, conseguiram estimar a resistência e a elasticidade dos vários órgãos.

Por fim, métodos de aprendizado de máquina baseados em técnicas de inteligência artificial foram usados para comparar os padrões de fluxo sanguíneo dos fetos, o que ajudou a agrupá-los em diferentes categorias de acordo com parâmetros de fluxo e indicadores clínicos.

Posteriormente, o exame dos efeitos da hiperoxigenação mostrou que ela estava associada a alterações na resistência pulmonar como resultado do oxigênio extra fornecido à mãe, e mais oxigênio demonstrou melhorar o fluxo sanguíneo pulmonar em fetos com crescimento restrito sem afetar fetos normais.

"Basicamente, os resultados do estudo mostram que fetos com restrição de crescimento têm uma velocidade média de fluxo sanguíneo e uma resistência vascular nos pulmões diferentes dos fetos normais, e isso pode ser normalizado fornecendo oxigênio adicional à mãe", explica Beijnens (ICREA, UPF).

"A descoberta dessas diferenças nos vasos pulmonares abre a possibilidade de desenvolver futuras estratégias terapêuticas para melhorar a função pulmonar em fetos com restrição de crescimento. Após o nascimento, essas melhorias no desenvolvimento fetal podem reduzir o risco de desenvolver doenças respiratórias mais tarde na vida", explica o Dr. Crispius (BCNatal, Clínica).