Anne Kanı, Fetüs oksijen düzeyine dair ipuçları İçerebilir

Yeni doğan, rahmin sıcağından ayrılıp ilk kez nefes aldığında ve çığlık attığında, doğum odasındaki herkes rahat bir nefes alır. Ancak bir bebek nefes almada zorlanırsa, bu anlar zamanla yarışa dönüşebilir.

Doğum sırasında oksijen yokluğu nörolojik komplikasyonlara yol açabilir veya ölümcül olabilir; ancak şu anda kullanılan fetal elektronik monitör—bebeğin kalp atışını izler—fetal hipoksi stresini doğrudan göstermez.

“Asıl çarpıcı olan, tıpta yaptığımız tüm gelişmelere rağmen, 50 yıldan fazla süredir var olan fetal elektronik kalp atış hızı monitörüne hala güveniyor olmamızdır,” diyor Harvard Üniversitesi Wyss Enstitüsü’nün (Wyss Enstitüsü) kadın sağlığı araştırmacısı Sandy Elmehrath.

Doğum anındaki kritik dakikalarda güvenilir olmayan bir araç, doktorların yeni doğanın boğulup boğulmadığı konusunda yüksek riskli bir tahmin oyununa başvurmasını gerektiriyor. “Bu belirsizlik iki yönde işleyebilir,” diyor Elmehrath; bu da klinik uzmanların, karşılanamayan 80.000’den fazla sezaryen ameliyatı yaparak bir milyar doları aşan önlenebilir sağlık maliyetlerine yol açmasına neden oluyor. Öte yandan, her yıl 130.000’den fazla bebek ciddi hipoksi ile dünyaya geliyor.

Hamilelik sırasında plasenta, maternal kanda dolaşan ekstrasellüler vezikülleri serbest bırakır. Bu veziküller, anne-bebek arayüzünde neler olduğunu hakkında bilgi sağlayabilen proteinler ve mikrorNA’lar dahil olmak üzere moleküler yük taşır.

Silvi Lybbert, Wyss Enstitüsü

Hamilelik sırasında plasenta, maternal kanda dolaşan extracellular vezikülleri serbest bırakır. Bu veziküller, anne-bebek arayüzünde neler olduğunu hakkında bilgi sağlayabilen proteinler ve mikrorNA’lar dahil olmak üzere moleküler yük taşır.

Silvi Lybbert, Wyss Enstitüsü

Bu sorunu çözmek için Elmehrath, Wyss Enstitüsü’nde çalışan sentetik biyolog ve protein mühendisi Peter Nguyen ile iş birliği yaptı. Birlikte, hücre dışı boşluğa salınan, nanoboyutlu zar yapılı yapılar olan hücre dışı veziküllerden (EV’ler) yararlanıp hamile kanı örneklerinde hipoksi ile ilişkili biyarkerları nicelendiren Fetal Hücre Dışına Yayılan Veziküllerin Oksijenlenmesinin İzlenmesi (FEMOx) adlı bir proje hayal etti. Bu moleküler tanı teknolojisi, fetal oksijen seviyelerini nesnel ve invaziv olmayan bir şekilde izlemek için bir strateji sunacak; böylece Nguyen’a göre “fetal hipoksideki muhtemelliği ortadan kaldıracak.”

Plasentadan Gelen Moleküler Mesajları Çözümleme

Elmehrath ve Nguyen, EV’lere odaklandı çünkü bilim insanları giderek daha fazla bu yapıların çeşitli durumların tanısında umut verici bir dolaşım biyarkerı kaynağı olduğunu buluyor.1

“[EV’leri] hücrelerin birbirine gönderdiği şişeye dolandırılmış küçük mesajlar, [tıpkısı] küçük bilgi paketleri gibi düşünebilirsiniz,” dedi Nguyen. “Aslında dinleyip hücrelerin içinde neler olduğunu anlayabileceğimiz iletişim ağı bu.”

Oksijen eksikliğiyle karşılaşan fetal hücreler, hamile kanına hipoksi stresi temsil eden RNA veya proteinler gibi yük içeren EV’ler yollar. Araştırmacılar, annenin vücudunda dolaşan plasental EV’lerdeki hipoksi ile ilişkili mikroRNA’ları nicelendirmeyi hedefliyor.

Ama bunu yapmak için, hamile kanında plasenta özgü EV’leri ölçtüklerinden emin olmaları gerekiyor. “[EV’lerin] aslında posta kodları var,” dedi Nguyen, böylece araştırmacılar EV’lerin hangi dokudan geldiğini ayırt edebilir. “Plasental EV’ler için markerı—ki biz bunu biliyoruz—biliyorsanız, kan içinden onları alıp o spesifik EV’leri çıkarabilir ve bu mesajları okuyabilirsiniz.”

Şu anda Elmehrath, Nguyen ve ekibi, maternal kan örneklerinden plasenta EV’lerini elde etmenin bir yolunu optimize etmek üzerinde çalışıyorlar. Kan içinden EV’leri izole etmek için antikor dizilerini kullanan Wyss Enstitüsünde geliştirilen çok katmanlı bir mikrofuidik çipe dayanacaklar. Ardından, hipoksik ve sağlıklı koşullardan gelen örneklerde farklı ifade edilen mikARN’leri tanımlamak için RNA dizileme gerçekleştirmeyi planlıyorlar. Bu, onlara fetal oksijen sıkıntısı için bir mikARN biyomarker imzası paneli oluşturmaya yardımcı olacak.

Moleküler Bulguların Daha Güvenli Doğuma Dönüştürülmesi

FEMOx, maternal kanın EV analizi yoluyla fetal hipoksinin yataşında değerlendirilmesine yardımcı olabilir.

Kısmen AI ile üretilmiştir, Wyss Enstitüsü

FEMOx, maternal kanın EV analizi yoluyla fetal hipoksinin yataşında değerlendirilmesine yardımcı olabilir.

Kısmen AI ile üretilmiştir, Wyss Enstitüsü

Bununla birlikte, hem Elmehrath hem de Nguyen bu yolun kolay veya basit olmayacağını kabul ettiler. Yolda karşılaştıkları en büyük zorluklardan biri, fetal hipoksini hassas şekilde işaretleyebilecek biyomarkerları tanımlamaktır, dedi Elmehrath. “Çok az miktarda plasenta EV’inden ve biomarkerlardan maternal kan içinde tespit etmeye çalışıyoruz,” dedi.

Nguyen, EV’lerin çoğunun herhangi bir sinyal taşımadığını ve bunun da EV’lerdeki hipoksili ilişkilendirilmiş biyomarkerları kesin olarak tanımlamayı zorlaştırdığını ekledi. Ancak, maternal kandaki EV fraksiyonunun üçüncü trimesterde önemli ölçüde arttığını ve bunun biyomarkerları tespit için bir pencere sağlayabileceğini belirtti.

Bu çalışmanın maternal-fetal bakımdaki kritik, karşılanmamış bir ihtiyacı karşılama vaadini fark eden araştırmacılar, ABD federal fonlama ajansı Advanced Research Projects Agency for Health’ten bir sözleşme için başvurdu ve yakın zamanda bu sözleşmeyi kazandı. “Bu sadece bir bilim projesi değil,” dedi Nguyen, ekibin zaten düzenleyici ve ticarileştirme stratejilerini gözden geçirdiğini belirterek.

“Amaç, sadece bu heyecan verici teknolojiyi geliştirmek değil, gerçekten bunu hastalara ulaşabilecek ve gerçek klinik iş akışlarında kullanılabilecek bir şeye dönüştürmek üzerine güçlü bir vurgu var,” dedi Elmehrath.

1. Di Bella MA, Taverna S. Hücre dışı veziküller: Kanserdeki tanısal ve terapötik uygulamalar. Biology (Basel). 2024;13(9):716.