Dissertations / Theses on the topic 'Creixement fetal'

BACKGROUNDFetal growth restriction (FGR), with a prevalence of 5-10% in newborns, is associated with increased cardiovascular mortality in adulthood, but the pathophysiological links of this relationship are only partially understood. The main hypothesis of this thesis was that FGR induces primary cardiac dysfunction and remodelling in utero that persists postnatally and leads to increased cardiovascular risk in adulthood. METHODSCardiovascular function was assessed in a cohort of FGR fetuses and correlated to the severity stages of FGR, presence of preeclampsia and also perinatal data in order to evaluate its potential utility in the clinical management of these fetuses. Finally, cardiac and vascular function was also assessed in childhood.RESULTSIn utero, FGR fetuses showed signs of subclinical cardiac dysfunction measured by echocardiography (increased E/A ratios and isovolumic times with normal cardiac output) from early stages. Cardiac dysfunction deteriorated further with the progression of fetal compromise, together with the appearance of biochemical signs of cell damage (increased heart-fatty acid binding protein concentrations in cord blood). Preeclampsia per se was not associated to cardiac function in FGR fetuses. Cardiac function parameters, such as ductus venosus and myocardial performance index, were independently associated with perinatal death in preterm FGR. Therefore, a combination cardiac parameters may be useful in the clinical management of preterm FGR by stratifying the estimated probability of death. Children with FGR showed changes in cardiac shape (more globular morphology), subclinical cardiac dysfunction (increased heart rate and reduced stroke volume and myocardial peak velocities) and vascular remodelling (increased blood pressure and carotid intima-media thickness). CONCLUSIONSFGR present cardiovascular dysfunction in utero that persists postnatlly. These findings suggest that fetal growth restriction induces primary cardiac changes which could explain the increased predisposition to cardiovascular disease in adult life. Given its high prevalence in the general population, this might have to be taken into account in assessing cardiovascular risk factors and treatment.
INTRODUCCIÓNEl retaso de crecimiento intrauterino (CIR), con una prevalencia del 5-10% de los recién nacidos, se asocial a un aumento de la mortalidad cardiovascular en vida adulta, pero la fisiopatología de esta correlación aun es incierta. La principal hipótesis de esta tesis fue que el CIR induce una disfunción y remodelado cardiovascular primario in útero que después persiste en vida postnatal y condiciona un aumento del riesgo cardiovascular en vida adulta.MÉTODOSEn una cohorte de fetos CIR se evaluó la función cardiovascular y se correlacionó con el grado de severidad del CIR, la presencia de preeclampsia y también los resultados perinatales, para poder evaluar su potencial utilidad en el manejo clínico de estos fetos. Finalmente, la función cardiovascular también fue evaluada postnatalmente.RESULTADOSEn útero, los fetos CIR mostraron signos de disfunción cardiaca subclínica medida mediante eco cardiografía (aumento de los ratios E/A i tiempos isovolumétricos, con gasto cardíaco normal) des de estadios iniciales de severidad. La función cardiaca mostró un deterioro progresivo con el aumento de severidad del CIR, a la vez que aparecieron signos bioquímicos de daño miocárdico en estadios finales de deterioro (aumento de los niveles de heart-fatty acid binding proteins en sangre de cordón). La preeclampsia per se no mostró asociación con el grado de disfunción cardiaca. Algunos parámetros de función cardiaca fetal, como el ductus venoso y el índice de rendimiento miocárdico, mostraron una asociación independiente con la mortalidad perinatal en los casos de CIR pretérmino. A nivel postnatal, los niños con antecedente de CIR mostraron cambios en la morfología cardiaca (más globular), disfunción cardiaca subclínica (aumento de la frecuencia cardiaca, y reducción del volumen de eyección y velocidades miocárdicas) y remodelación vascular (aumento de la presión arterial y grosor de las carótidas).CONCLUSIONESLos casos de CIR presentan una disfunción cardiovascular in útero que persiste postnatalmente. Los resultados sugieren que el CIR induce cambios cardiacos primarios que podría explicar la mayor predisposición a patología cardiovascular en vida adulta.

BACKGROUND

Fetal growth restriction (FGR), with a prevalence of 5-10% in newborns, is associated with increased cardiovascular mortality in adulthood, but the pathophysiological links of this relationship are only partially understood. The main hypothesis of this thesis was that FGR induces primary cardiac dysfunction and remodelling in utero that persists postnatally and leads to increased cardiovascular risk in adulthood.

METHODS

Cardiovascular function was assessed in a cohort of FGR fetuses and correlated to the severity stages of FGR, presence of preeclampsia and also perinatal data in order to evaluate its potential utility in the clinical management of these fetuses. Finally, cardiac and vascular function was also assessed in childhood.

RESULTS

In utero, FGR fetuses showed signs of subclinical cardiac dysfunction measured by echocardiography (increased E/A ratios and isovolumic times with normal cardiac output) from early stages. Cardiac dysfunction deteriorated further with the progression of fetal compromise, together with the appearance of biochemical signs of cell damage (increased heart-fatty acid binding protein concentrations in cord blood). Preeclampsia per se was not associated to cardiac function in FGR fetuses. Cardiac function parameters, such as ductus venosus and myocardial performance index, were independently associated with perinatal death in preterm FGR. Therefore, a combination cardiac parameters may be useful in the clinical management of preterm FGR by stratifying the estimated probability of death. Children with FGR showed changes in cardiac shape (more globular morphology), subclinical cardiac dysfunction (increased heart rate and reduced stroke volume and myocardial peak velocities) and vascular remodelling (increased blood pressure and carotid intima-media thickness).

CONCLUSIONS

FGR present cardiovascular dysfunction in utero that persists postnatlly. These findings suggest that fetal growth restriction induces primary cardiac changes which could explain the increased predisposition to cardiovascular disease in adult life. Given its high prevalence in the general population, this might have to be taken into account in assessing cardiovascular risk factors and treatment.
INTRODUCCIÓN

El retaso de crecimiento intrauterino (CIR), con una prevalencia del 5-10% de los recién nacidos, se asocial a un aumento de la mortalidad cardiovascular en vida adulta, pero la fisiopatología de esta correlación aun es incierta. La principal hipótesis de esta tesis fue que el CIR induce una disfunción y remodelado cardiovascular primario in útero que después persiste en vida postnatal y condiciona un aumento del riesgo cardiovascular en vida adulta.

MÉTODOS

En una cohorte de fetos CIR se evaluó la función cardiovascular y se correlacionó con el grado de severidad del CIR, la presencia de preeclampsia y también los resultados perinatales, para poder evaluar su potencial utilidad en el manejo clínico de estos fetos. Finalmente, la función cardiovascular también fue evaluada postnatalmente.

RESULTADOS

En útero, los fetos CIR mostraron signos de disfunción cardiaca subclínica medida mediante eco cardiografía (aumento de los ratios E/A i tiempos isovolumétricos, con gasto cardíaco normal) des de estadios iniciales de severidad. La función cardiaca mostró un deterioro progresivo con el aumento de severidad del CIR, a la vez que aparecieron signos bioquímicos de daño miocárdico en estadios finales de deterioro (aumento de los niveles de heart-fatty acid binding proteins en sangre de cordón). La preeclampsia per se no mostró asociación con el grado de disfunción cardiaca. Algunos parámetros de función cardiaca fetal, como el ductus venoso y el índice de rendimiento miocárdico, mostraron una asociación independiente con la mortalidad perinatal en los casos de CIR pretérmino. A nivel postnatal, los niños con antecedente de CIR mostraron cambios en la morfología cardiaca (más globular), disfunción cardiaca subclínica (aumento de la frecuencia cardiaca, y reducción del volumen de eyección y velocidades miocárdicas) y remodelación vascular (aumento de la presión arterial y grosor de las carótidas).

CONCLUSIONES

Los casos de CIR presentan una disfunción cardiovascular in útero que persiste postnatalmente. Los resultados sugieren que el CIR induce cambios cardiacos primarios que podría explicar la mayor predisposición a patología cardiovascular en vida adulta.

En aquests moments el Diagnòstic Prenatal està subjecte a una evolució frenètica, que permet cada dia un abordatge més complet en relació amb dues aproximacions: les tècniques d’imatge i les noves tecnologies de laboratori, especialment aquestes últimes, que estan entrant en els algoritmes diagnòstics de forma contundent. Actualment per a l’estudi cromosòmic fetal fem servir tècniques invasives com biòpsia de còrion i l’amniocentesi. Fins ara, abordàvem aquest estudi mitjançant la realització d’un cariotip amb bandes G en cultiu de cèl·lules fetals. Aquest cariotip convencional de les cèl·lules fetals obtingudes mitjançant proves prenatals invasives s’ha utilitzat des de fa dècades per identificar anomalies cromosòmiques estructurals. Aquest cariotip és capaç de detectar qualsevol aneuploïdia o reordenament genòmic estructural amb una mida d’entre 5 i 15 Mb. Aquest estudi té les seves limitacions: no identifica defectes que escapen a la seva resolució (<3-10000000 de parells de bases) i requereix de cultiu cel·lular, amb el retard en el resultat que això comporta. L’ús de la hibridació in situ fluorescent (FISH) i la QF-PCR han permès reduir el temps per obtenir un resultat, però només poden detectar un nombre limitat de defectes cromosòmics. La matriu d’hibridació genòmica comparada (aCGH) pot superar aquestes limitacions. Aquesta capacitat d’aCGH per detectar canvis molt petits en els resultats del genoma ens dóna una major taxa de detecció d’anomalies en comparació amb els sistemes convencionals. Existeixen diferents tipus de microarray (de dosi, d’expressió, de metilació, de micro-RNA), però els que probablement estan exercint un paper més determinant en la medicina assistencial són els arrays de dosi (array comparative genomic Hybridization). Aquesta tècnica compara el contingut genòmic (ADN) d’un pacient (objectiu) amb la d’un individu control normal (o individus) i detecta, no només aneuploïdies i grans canvis estructurals, sinó també els guanys i pèrdues submicroscòpiques, i reordenaments desequilibrats. Amb l’arribada de la hibridació genòmica comparativa basada en micromatriu en el diagnòstic prenatal, una proporció major d’anormalitats cromosòmiques clínicament rellevants poden ser identificades. La resolució de les alteracions detectables millora, des d’aproximadament 10 Mb o reordenaments de major grandària, a uns pocs kb de grandària amb l’anàlisi de microarrays. En aquests casos, sobretot, si l’objectiu de les proves prenatals invasives és identificar anomalies cromosòmiques davant d’una patologia fetal, considerem que aquesta prova s’esdevé bàsica per al diagnòstic d’alteracions genètiques en els fetus. Donat que l’experiència en aquest tema és limitada, considerem la necessitat d’incloure l’anàlisi de microarray cromosòmic com a part de l’estudi genètic prenatal en situacions com el retard de creixement precoç i en aquells fetus afectes de malformacions majors o translucència nucal incrementada.
Actualmente para el estudio cromosómico fetal usamos técnicas invasivas como biopsia de corion y la amniocentesis. Hasta ahora, abordábamos este estudio mediante la realización de un cariotipo con bandas G en cultivo de células fetales. Este cariotipo convencional de las células fetales obtenidas mediante pruebas prenatales invasivas se ha utilizado desde hace décadas para identificar anomalías cromosómicas estructurales. Este cariotipo es capaz de detectar cualquier aneuploidía o reordenamiento genómico estructural con un tamaño de entre 5 y 15 Mb. Este estudio tiene sus limitaciones: no identifica defectos que escapan a su resolución (<3-10000000 de pares de bases) y requiere de cultivo celular, con el retraso en el resultado que esto conlleva. El uso de la hibridación in situ fluorescente (FISH) y la QF-PCR han permitido reducir el tiempo para obtener un resultado, pero sólo pueden detectar un número limitado de defectos cromosómicos. La matriz de hibridación genómica comparada (aCGH) puede superar estas limitaciones. Esta capacidad de aCGH para detectar cambios muy pequeños en los resultados del genoma nos da una mayor tasa de detección de anomalías en comparación con los sistemas convencionales. Existen diferentes tipos de microarray (de dosis, de expresión, de metilación, de micro-RNA), pero los que probablemente están desempeñando un papel más determinante en la medicina asistencial son los arrays de dosis (array comparative Genomic Hybridization). Esta técnica compara el contenido genómico (ADN) de un paciente (objetivo) con la de un individuo control normal (o individuos) y detecta, no sólo aneuploidías y grandes cambios estructurales, sino también las ganancias y pérdidas submicroscópicas, y reordenamientos desequilibrados. Con la llegada de la hibridación genómica comparativa basada en micromatriz en el diagnóstico prenatal, una proporción mayor de anormalidades cromosómicas clínicamente relevantes pueden ser identificadas. La resolución de las alteraciones detectables mejora, desde aproximadamente 10 Mb o reordenamientos de mayor tamaño, a unos pocos kb de tamaño con el análisis de microarrays. En estos casos, sobre todo, si el objetivo de las pruebas prenatales invasivas es identificar anomalías cromosómicas ante una patología fetal, consideramos que esta prueba sucede básica para el diagnóstico de alteraciones genéticas en los fetos. Dado que la experiencia en este tema es limitada, consideramos la necesidad de incluir el análisis de microarray cromosómico como parte del estudio genético prenatal en situaciones como el retraso de crecimiento precoz (RCIUp) y en aquellos fetos afectos de malformaciones mayores o translucencia nucal incrementada.
At the moment, Prenatal Diagnosis is subject to a fast evolution, which allows a more complete approach related to imaging techniques and laboratory technologies. We currently use invasive techniques such as chorionic villus sampling and amniocentesis for fetal chromosome study. Until now, we approached this study by conducting a G-band karyotype in fetal cell culture. This conventional karyotype of fetal cells obtained by invasive prenatal testing has been used for decades to identify structural chromosomal abnormalities. This karyotype is capable of detecting any aneuploidy or structural genomic rearrangement with sizes from 5 to 15 Mb. This study has its limitations: it does not identify defects that escape its resolution (<3-10000000 base pairs) and requires cell culture, with the delay in the result that this entails. The use of fluorescent in situ hybridization (FISH) and QF-PCR have reduced the time to obtain a result, but they can only detect a limited number of chromosomal defects. The comparative genomic hybridization array (aCGH) can overcome these limitations. The ability aCGH has to detect very small changes in genome results gives us a higher rate of anomaly detection compared to conventional systems. There are different types of microarray (dose, expression, methylation, micro-RNA), but the array comparative genomic hybridization will probably play a more decisive role in healthcare medicine. This technique compares the genomic of a patient with that of a healthy individual. It detects not only aneuploidies and major structural changes, but also submicroscopic gains and losses, and unbalanced rearrangements. Array comparative genomic hybridization allows the diagnosis of a greater proportion of clinically relevant chromosomal fetal abnormalities. The experience in this area is limited, so we consider the need to include chromosomal microarray analysis as part of prenatal genetic study. Specially, in situations such as early growth retardation, fetal malformations and increased nuchal translucency.

BACKGROUND: Fetal growth is a complex process which depends on nutrient and oxygen availability and transport from the mother to the fetus across the placenta. This involves hormones and growth factors as well as maternal and fetal genes. The failure of the fetus to reach his or her full potential for growth is called Intrauterine Growth Restriction (IUGR) and implies risks for adverse short‐ and long‐ term outcomes. Imprinted genes are a specific subset of genes that display, in mammals and flowering plants, monoallelic expression depending on the parental origin of the allele. The regulation of imprinted expression depends on epigenetic mechanisms, a subset of heritable marks that have the ability to regulate DNA functions without altering its sequence. Imprinted genes tend to cluster in the genome due to coordinated regulation through Imprinting Control Centers, usually in the form of Differentially Methylated Regions between the paternally and maternally inherited alleles. Studies in both animals and humans as well as imprinting syndromes have uncovered a role for this group of genes in prenatal growth. Two imprinted genes (PLAGL1 and HYMAI) have been described in the 6q24 locus. Genetic and epigenetic defects in this region relate to the Transient Neonatal Diabetes Mellitus 1 phenotype, including severe growth restriction. We aimed to study the involvement of this region in non‐syndromic IUGR. PARTICIPANTS AND METHODS: One hundred placental samples from a cohort of healthy term singletons, fetal tissues from fifty‐four first trimester terminations and one hundred placental samples from healthy and complicated pregnancies of different gestational ages were used to analyze the role of the 6q24 region in normal fetal growth and IUGR, respectively. Relevant clinical data was obtained after informed consent. The methylation status of the 6q24 CpG islands was studied by array technology and bisulfite sequencing in normal term placenta and in first trimester fetal tissues. Methylation levels in the PLAGL1 DMR in healthy and IUGR placentas were compared by pyrosequencing. Allelic origin of expression was assessed by heterozygous DNA/cDNA SNP analysis. Levels of expression of imprinted transcripts were analyzed by qRT‐PCR. RESULTS: PLAGL1 P1, HYMAI and two newly described PLAGL1 isoforms (P3 and P4) were the only transcripts subjected to genomic imprinting in the investigated 6q24 region. Correspondingly, the CpG island associated to the P1 promoter was the only differentially methylated region. There was no correlation between PLAGL1 expression in the placenta and fetal size in uneventful pregnancies. In placentas from IUGR gestations, expression of HYMAI was significantly higher than in those from normally grown fetuses. Levels of expression of PLAGL1 were lower in IUGR and correlated positively and significantly with the presence of IUGR in placentas from girls, but not boys. These changes in expression were not mediated by Loss of Imprinting or abnormalities in the levels of methylation of the promoter‐associated DMR, but possibly by a change in regulatory posttranscriptional mechanisms, as suggested by the loss of correlation of PLAGL1 P1 and HYMAI expression in IUGR. CONCLUSIONS: Imprinted expression in the 6q24 region is limited to the PLAGL1/HYMAI locus, maybe due to demarcation of this region by CTCF boundaries. Intrauterine Growth Restriction is associated to abnormalities in expression of PLAGL1 and HYMAI in the placenta, which are not due to LOI or methylation changes.

Intrauterine growth restriction (IUGR) is an obstetric complication characterized by placental insufficiency and secondary cardiovascular remodeling that may lead to cardiomyopathy in adulthood. Its etiology and potential therapeutics are poorly understood. Mitochondrial bioenergetics pathways are mainly regulated by nuclear effectors such as sirtuins and are essential for embryonic development and cardiovascular function. Members of our group developed a rabbit model of IUGR and cardiovascular remodeling, in which heart, mitochondrial alterations were observed by microscopic and transcriptomic analysis. We aimed to evaluate if such alterations are translated at a functional mitochondrial level to establish the ethiopathology and potential therapeutic targets for this obstetric complication. For that aim, heart and placenta from the rabbit model was included as well as placenta from human pregnancies together with maternal and neonatal blood. At delivery, peripheral blood and cord blood mononuclear cells (PBMC and CBMC, respectively) were isolated. For the mitochondrial characterization, we assessed: oxygen consumption of the mitochondrial respiratory chain (MRC) by polarography using endogen cellular substrates and substrates for complex I. Also, enzymatic activity of complex I, II, IV, I+III and II+III of MRC, subunit protein expression of some of the MRC complexes (CII-SDHA, CII-SDHB and CIV-COX5A), Coenzyme Q levels, mitochondrial content (through citrate synthase activity, Tom20 expression or mitochondrial DNA (mtDNA) levels), oxidative stress (by lipid peroxidation and SOD2 activity) and ATP levels. Finally, Sirtuin 3 protein expression was measured by Western Blot. In the IUGR offspring from the rabbit model, we found a significant decrease of MRC function: enzymatic activity of complexes II, IV and II+III in IUGR hearts (p<0.05) and complexes II and II+III in IUGR placentas (p<0.05 and p<0.01, respectively). This was occurring with a not significant reduction in CI-stimulated oxygen consumption in both tissues and a significant decrease of complex II SDHB subunit expression in placenta (p<0.001). Additionally, levels of mitochondrial content, Coenzyme Q and cellular ATP were conserved. Lipid peroxidation significantly decreased in IUGR hearts (p<0.001), but not significantly increased in IUGR placentas. Finally, Sirtuin3 protein expression significantly increased in IUGR hearts (p<0.05). In human pregnancies, IUGR placental tissue showed an altered mitochondrial phenotype with a significant decrease of CI-stimulated oxygen consumption (p<0.05) and MRC complex I enzymatic activity (p<0.05). The enzymatic activities of the others MRC complexes and CS were preserved. In blood cells, conserved cellular oxygen consumption and trends to decrease CI-stimulated oxygen consumption was observed in maternal PBMC, but trends to decrease both cellular and CI-stimulated oxygen consumption were evidenced in neonatal CBMC, pointing out that IUGR newborns presented higher mitochondrial deficits compared to mothers. Moreover, no differences in MRC enzymatic activities in maternal PBMC or in neonatal CBMC were observed. Conserved CS activity was present in maternal PBMC but was significantly decreased in neonatal CBMC. So, in front of unaltered mtDNA levels in neonatal CBMC, alterations in neonatal CS would be related to Krebs cycle imbalances rather than to mitochondrial content. All these changes did not affect oxidative stress or ATP production in any tissue. Finally, Sirtuin3 protein expression also showed a relevant increase in human IUGR placenta (p=0.05). The relevance of this thesis relies on the description of mitochondrial impairment in the offspring of a rabbit model of IUGR but also in newborns from pregnancies complicated by IUGR. This mitochondrial imbalance is widely present in the different studied tissues, including the heart and the placenta from the rabbit model and the placenta and neonatal blood cells from human pregnancies. The mitochondrial characterization of this obstetric complication could help to greater understand the pathophysiologic mechanisms underlying cardiac remodelling and IUGR.
Els nounats amb creixement intrauterí restringit (CIR) desenvolupen un remodelat cardiovascular fetal i idiopàtic que pot portar a cardiopatia durant l’etapa adulta. La bioenergètica mitocondrial, essencial pel desenvolupament embrionari i la funció cardíaca, està regulada per diferents proteïnes, entre elles la Sirtuina 3. Es tracta d’una proteïna deacetilasa d’alt interès terapèutic, ja que es pot modular a través de la dieta. Els cors de cries amb CIR d’un model animal de conill mostren alteracions transcriptòmiques i ultraestructurals a nivell mitocondrial. L’objectiu de l’estudi ha sigut determinar la implicació d’una possible disfunció mitocondrial i de la Sirtiuna 3 en el CIR. Les troballes demostren una alteració mitocondrial de la cadena respiratòria en el cor i la placenta de les cries amb CIR del model animal (sobretot a nivell de l’activitat enzimàtica dels complexes II i IV; p<0.05) i també a la placenta de gestants humanes amb CIR (especialment del complex I; p<0.05). A més a més, aquesta alteració mitocondrial s’ha evidenciat en els nounats amb CIR a través de la reducció de l’activitat de l’enzim citrat sintasa (p<0.05), suggerint alteracions a nivell del cicle de Krebs. L’ATP cel·lular i el dany oxidatiu es troba preservat en tots els teixits estudiats, excepte en el cor de les cries del model animal de CIR, on el trobem disminuït significativament (p<0.001). Aquest desajust mitocondrial va acompanyat d’un augment significatiu de l‘expressió de la proteïna Sirtuina 3 en el cor de les cries del model animal de CIR i també a la placenta de les gestants humanes amb CIR (p<0.05). Les troballes derivades d’aquest estudi permeten associar la disfunció mitocondrial al desenvolupament del CIR i el remodelat cardiovascular associat, donant lloc al disseny d’estratègies dietètiques destinades a modular l’esmentat desbalanç bioenergètic a través de la regulació de la Sirtuina 3.

Most risk factors leading to cardiovascular disease are already present in childhood and the importance of early identification of pediatric cardiovascular risk factors is now well recognized. Hypertension in the child has been associated with substantial long-term health risks and considered an indication for lifestyle modifications. Current clinical guidelines contemplate screening for hypertension in children over 3 years of age, in order to provide strategies for promoting cardiovascular health, which can be integrated into comprehensive pediatric care. Interventions in the IUGR group could go from blood pressure monitoring before 3 years of age, recommending lack of exposure to other risk factors (secondary smoking, obesity), surveillance of catch-up growth or administration of hypotensors and specially, promoting exercise and physical activity. A recent randomized trial in a large cohort of children suggest that the inverse association of fetal growth with arterial wall thickness in childhood can be prevented by dietary ω-3 fatty acid supplementation over the first 5 years of life. IUGR is not listed among those conditions presumed to increase cardiovascular risk, in current guidelines. Considering IUGR affects 5-10% of all newborns, the findings of this study would affect thousands of children per year. Currently, there are no prenatal parameters described that may aid in selecting those fetuses with later hypertension and arterial remodeling that may benefit for early screening in infancy and other preventive measures or interventions. Both fetal and child cardiovascular evaluations have proven to be reliable techniques for describing changes in IUGR; cardiovascular dysfunction has been found subclinically and may have implications for cardiovascular risk in future life. The main aim of this work was to evaluate cardiovascular function parameters in IUGR fetuses as predictors of perinatal and postnatal cardiovascular outcome. In order to do this, we looked to validate the reproducibility of measurements and techniques not previously described in IUGR fetuses (studies 1 and 2), to evaluate whether fetal cardiovascular parameters could help us predict perinatal outcome (study 3) and finally to assess the value of fetal echocardiography for prediction of postnatal cardiovascular risk factors, specifically hypertension and arterial remodeling (study 4). This thesis confirms previous studies showing fetal cardiac dysfunction can be documented by fetal echocardiography; it validates different methods for evaluating cardiac function in the fetus and demonstrates the predictive value of these parameters for perinatal and postnatal cardiovascular outcome. Our first study demonstrates for the first time the validity of M-mode to assess longitudinal axis motion in IUGR. It further confirms previous research that IUGR fetuses have a significant decrease in longitudinal myocardial motion, as part of the fetal cardiovascular adaptation to placental insufficiency. In our second study, both TDI and 2D-derived strain analysis demonstrated to be feasible and reproducible to evaluate deformation parameters in the fetal heart. Our third study evaluated the independent and combined contribution of fetal cardiovascular parameters to the prediction of early-onset IUGR perinatal mortality. The study suggests an algorithm illustrating the chances of perinatal death against gestational age and DV, which might help clinical decisions in the management of early-onset IUGR fetuses. The fourth study provides, for the first time, evidence that fetal echocardiographic parameters are strongly associated to postnatal hypertension and arterial remodeling, which are recognized cardiovascular risk factors and surrogates for early-onset cardiovascular disease. It supports that a fetal cardiovascular score is strongly associated with the presence of postnatal hypertension and arterial remodeling at 6 months of age in IUGR. Echocardiographic parameters demonstrated a far better performance than perinatal factors and fetoplacental Doppler used for establishing the severity of IUGR.
Los fetos con restricción del crecimiento intrauterino (RCIU) presentan remodelamiento cardiovascular el cual persiste en la infancia y se ha asociado a enfermedades cardiovasculares en el adulto. La hipertensión en la infancia se ha demostrado como un factor de riesgo cardiovascular para la enfermedad adulta. Un seguimiento estricto junto con intervenciones en la dieta se ha demostrado mejora la salud cardiovascular en estos niños, sin embargo no todas las restricciones del crecimiento tienen hipertensión en la infancia. El objetivo principal de esta tesis es definir los parámetros con mayor utilidad de la ecocardiografía fetal para predecir hipertensión y remodelamiento arterial en infantes de 6 meses de edad con restricción del crecimiento intrauterino. Para esto, se realizó un estudio de cohorte incluyendo fetos con RCIU y controles, seguidos desde vida prenatal hasta los 6 meses de edad. La evaluación prenatal consistió en una ecocardiografía funcional completa. A los 6 meses de edad estos niños fueron evaluados para hipertensión y remodelamiento arterial. Posteriormente se realizó la construcción de un score cardiovascular para determinar desde vida prenatal aquellos niños con mayor riesgo a presentar hipertensión en vida postnatal y que pudieran requerir vigilancia o intervenciones.

Introduction Diet is the main source of exposure to persistent organic pollutants (POPs), including dioxins and PCBs. During pregnancy the fetus is exposed to POPs which can lead to adverse health effects. The research hypothesis of this thesis is that maternal diet, as a source of prenatal exposure to POPs, may be linked to impaired fetal growth and endocrine disruptive effects. Methods This thesis included 604 mother-child pairs from the European NewGeneris project, 50,651 mother-child pairs from the Norwegian Mother and Child Cohort (MoBa) and 707 mother-child pairs from the Rhea and the Hmar studies. Dietary data were collected during pregnancy by food frequency questionnaires. Three approaches were used to derive dietary estimates of prenatal exposure, either related to levels of POPs in maternal and cord blood or in food. Birth outcome information was obtained by medical registries. Anogenital distance measurements were collected and used as a marker of endocrine disruptive effects. Main predictors of anogenital distance were assessed and a reliability study was conducted. Results In the NewGeneris project, a dioxin-diet characterized by high maternal intakes of meat and fish was positively related to dioxins and dioxin-like compounds in maternal blood. High adherence to the dioxin-diet was associated with a reduction of -115g in birth weight. In the MoBa study, an inverse dose-response association was found between dietary dioxins and PCBs intakes during pregnancy and birth size. The negative association remained even for intakes lower than the tolerable weekly intake. In the Rhea and Hmar studies, anogenital distances were related to growth, tracked through early life and were highly reliable anthropometric measurements. A high-fat diet score during pregnancy was positively related to POPs in maternal blood and was associated with 15% reduction in anogenital distance of newborn boys. Conclusions Diet during pregnancy can influence maternal and fetal body burden of POPs. Prenatal exposure to POPs, through maternal diet, may lead to impaired fetal growth and endocrine disruptive effects, even in populations with low background exposures to POPs.
Introducció La dieta és la principal font d'exposició als contaminants orgànics persistents (COP), com les dioxines i els PCBs. Durant l'embaràs el fetus està exposat als COPs, que poden donar lloc a efectes adversos per a la salut. La hipòtesi principal d'aquesta tesi és que la dieta materna, com una font d'exposició prenatal als COPs, podria estar relacionada amb alteracions en el creixement fetal i efectes endocrins perjudicials. Mètodes En aquesta tesi es van incloure 604 parelles mare-fill del projecte europeu NewGeneris, 50.651 parelles mare-fill de la cohort noruega (MOBA) i 707 parells de mares i fills dels estudis RHEA (Grècia) i Hmar (Catalunya). Les dades dietètiques es van recollir durant l'embaràs mitjançant qüestionaris de freqüència d'aliments. Tres mètodes s'han aplicat per derivar estimacions de l'exposició dietètica prenatal, ja sigui en relació als nivells de COP en la sang materna i del cordó o en els aliments. Informació sobre el naixement va ser obtinguda pels registres mèdics. Mesures de les distàncies anogenitals es van recollir i s'han utilitzat com marcadors d'efectes endocrins pertorbadors. Els determinants principals de la distància anogenital van ser avaluats i es va fer un estudi de fiabilitat de les mesures. Resultats En el projecte NewGeneris, una dieta alta en dioxines es caracteritza per una alta ingesta materna de carn i peix, i estava positivament relacionada amb dioxines i compostos similars a les dioxines a la sang materna. Alta adherència a una dieta alta en dioxines es va associar amb una reducció de 115 g de pes al néixer. En l'estudi Moba, es va trobar una relació de dosi-resposta inversa entre la ingesta de dioxines i PCBs durant l'embaràs i el pes en néixer. L'associació es va mantenir fins i tot per una ingesta inferior al límit de ingesta tolerable. En els estudis Rhea i Hmar, les distàncies anogenitals estan relacionades amb el pes al néixer, les mesures al naixement s’associaven amb aquestes dels primers anys de vida, i les mesures antropomètriques van ser altament fiables. Una dieta alta en greixos durant l'embaràs va ser positivament relacionada amb els COP en la sang materna i es va associar amb un 15% de reducció en la distància anogenital dels nounats. Conclusions La dieta durant l'embaràs pot influir en la càrrega corporal materna i fetal dels COP. L'exposició prenatal als COP, a través de la dieta materna, pot conduir a alteracions en el creixement fetal i als efectes pertorbadors endocrins, fins i tot en poblacions amb exposicions sota els límits d’ingesta estipulats.

DE LA TESIS:

"Resultado perinatal y del neurodesarrollo en fetos con retraso de crecimiento intrauterino de instauración tardía"

TEXTO:

El retraso de crecimiento intrauterino es una de las patologías más graves del desarrollo fetal, asociándose con un incremento la mortalidad intrauterina, mortalidad perinatal y prematuridad, siendo un conocido factor de riesgo para el desarrollo de déficits neurológicos durante la infancia y la adolescencia. Se considera "pequeños" a todos los fetos con un peso por debajo del percentil 10 para su edad gestacional y sexo. Pero no todos los fetos "pequeños" son verdaderos retrasos de crecimiento. La búsqueda de variables clínicas que nos ayuden a diferenciar los fetos "pequeños normales" de los "retrasos de crecimiento intrauterino" (RCIU) ha sido uno de los focos más activos de investigación en medicina fetal durante los últimos 20 años.

El aumento de las resistencias vasculares placentarias, expresado por la elevación del índice de pulsatilidad de la arteria umbilical (AU), es el criterio diagnóstico más aceptado. La introducción del Doppler de la AU ha demostrado mejorar el resultado y reducir la mortalidad perinatal. Actualmente se asume que los fetos con un peso por debajo del percentil 10 y un aumento de las resistencias vasculares placentarias son RCIU, siendo los fetos con una resistencia vascular placentaria normal, fetos pequeños normales, a los que denominamos "pequeños para edad gestacional" (PEG).

Sin embargo, recientes publicaciones han puesto en duda el valor de la arteria umbilical para definir cuando un feto pequeño tiene bajo riesgo, encontrando que los fetos PEG también presentan resultado perinatal subóptimo, así como una mayor incidencia de un amplio espectro de alteraciones sutiles del desarrollo cerebral que se pueden expresar como alteraciones del comportamiento, desordenes neuromusculares, problemas en el aprendizaje y alteraciones de la conducta.

Los estudios incluidos en este proyecto son parte de una línea de investigación sobre la circulación cerebral de los fetos con retraso de crecimiento, y su capacidad de predicción de daños neurológicos.

El primer proyecto tiene por objeto determinar las tendencias longitudinales y tipo de cambio de los índices de pulsatilidad Doppler de la arteria cerebral uterina, umbilical y cerebral media en fetos PEG inicio tardío desde el diagnóstico hasta el parto.

El objetivo del segundo proyecto fue evaluar el desarrollo neuroconductual neonatal de fetos RCIU nacidos a término sin insuficiencia placentaria. Muchos estudios han encontrado asociaciones entre los fetos con RCIU precoz y el desarrollo del neurocomportamiento, sensorial y disfunciones cognitivas. Resultados a largo plazo de los bebés prematuros con RCIU ha revelado un perfil específico de las dificultades neurocognitivas con pobre funcionamiento ejecutivo, falta de flexibilidad y de creatividad, así como problemas del leguaje. Algunos estudios han relacionado estas dificultades en la infancia con trastornos de conducta ya presentes en el período neonatal, un momento en que las influencias ambientales son todavía mínimos. Algunos estudios también han informado a largo plazo de las desventajas cognitivas los niños con RCIU de instauración tardía, pero no hay información sobre el desarrollo neuroconductual de los bebés nacidos a término con RCIU sin insuficiencia placentaria.

El tercer proyecto fue dirigido para analizar si la investigación Doppler de la ACA es superior a la investigación Doppler de la arteria cerebral media en la predicción de resultados perinatales adversos en fetos PEG sin insuficiencia placentaria. Diversos estudios en fetos RCIU han demostrado una redistribución regional de suministro de sangre en el cerebro, que contribuye a la jerarquía regional en el deterioro del cerebro, haciendo que ciertas áreas más susceptibles que otras a la hipoxia. El lóbulo frontal del cerebro, se abastece principalmente por la ACA, es una de estas estructuras muy sensibles en los niños crónicamente hipóxicos. El estudio de ésta arteria podría ser superior a los parámetros estándar que se utiliza para detectar la redistribución del cerebro, la ACM, para la detección de los fetos en una fase temprana de la hipoxia cerebral.

Teniendo en cuenta lo anteriormente expuesto, nuestras hipótesis de trabajo serán:

a) Hipótesis conceptual

· Un porcentaje de fetos con retraso de crecimiento de aparición tardía, con función placentaria normal, han estado expuestos a hipoxia leve en el útero.

b) Hipótesis secundarias

· El seguimiento longitudinal de fetos con retraso de crecimiento de aparición tardía demuestra que los índices de pulsatilidad Doppler de la arteria cerebral anterior (ACA), la arteria cerebral media (ACM) y la relación cerebro-placentaria
(CPR) presentan modificaciones antes y de forma más frecuentes que la arteria umbilical (AU) materna y de las arterias uterinas (AUT).

· Los fetos con retraso de crecimiento de aparición tardía con función placentaria normal, tienen peores resultados perinatales, así como un desarrollo neuroconductuales neonatal subóptimo.

· Los fetos con retraso de crecimiento de aparición tardía con signos de redistribución hemodinámica cerebral presentan disrrupciones neurológicas que afectan a la neuroconducta neonatal.

De este modo, los objetivos establecidos serán los siguientes:

a) OBJETIVO PRINCIPAL
· Estudiar la evolución temporal de los parámetros Doppler en fetos con retraso de crecimiento de aparición tardía para evaluar su asociación con resultados perinatales adversos y neuroconductuales.

b) OBJETIVOS ESPECÍFICOS

· Describir al final del embarazo la tendencia de los índices de pulsatilidad longitudinal de Doppler de la arteria cerebral media, umbilical y materna arterias uterinas a finales de los fetos con retraso de crecimiento de aparición tardía

· Evaluar el desarrollo neuroconductual y los resultados perinatales de los fetos con un peso fetal estimado inferior al p10 y Doppler de la arteria umbilical normal.

· Evaluar el desarrollo neuroconductual y el resultado perinatal de los fetos con retraso de crecimiento de aparición tardía con signos de redistribución de intrauterina cerebral definido por el estudio Doppler de las arterias cerebrales anterior y media.

Los resultados de esta investigación se obtuvieron mediante un estudio longitudinal prospectivo de dos cohortes (Cohorte Caso y Cohorte Control), con un total de 116 pacientes en cada rama (tasa de aceptación: 90%) en la muestra inicial. El trabajo se realizó en la Unidad de Crecimiento Fetal del Materno-Fetal del Departamento de Medicina del Hospital Clínico de Barcelona entre noviembre de 2007 y agosto de 2009.

D’aquestes hem escollit la glicoproteïna Zinc-α2 (ZAG) i el sistema activina A-folistatina donada la seva relació fora de la gestació amb el metabolisme glucídic. A més a més, degut al seu potencial paper sobre la resistència a la insulina i el metabolisme lipídic, que podrien afectar el desenvolupament antropomètric fetal. Per això, també hem valorat la contribució de la ZAG i el sistema activina A-folistatina en el creixement fetal. Per últim donat el dimorfisme sexual en el creixement fetal, hem volgut estudiar si el sexe pot influir en els nivells de multímers d’adiponectina afectant el creixement fetal. Hem pogut objectivar l’associació dels nivells circulants de ZAG amb un perfil metabòlic favorable en dones gestants, però la ZAG no ha demostrat ser una adipoquina útil com a marcador de la DMG. Els baixos nivells de ZAG detectats en sang del cordó umbilical i la seva relació amb l’edat gestacional, fan pensar que pot tenir un paper en el desenvolupament fetal. També hem observat que la folistatina circulant s’associa de forma inversa amb la resistència a la insulina durant la gestació i es troba disminuïda en les pacients amb DMG, el que suggereix la seva implicació potencial en la patogènesi de la DMG. A més a més, els nivells de folistatina materna s’associen de forma positiva amb paràmetres de creixement fetal i d’adipositat neonatal el que podria implicar un potencial paper de folistatina en el desenvolupament fetal. Per últim, els nivells dels multímers d’adiponectina del cordó umbilical s’associen amb la velocitat de creixement fetal i amb l’adipositat neonatal de forma diferent depenent del sexe del recent nascut.
En los últimos años existe un especial interés en conocer la contribución de algunas adipoquinas, producidas por el tejido adiposo y la placenta, a la fisiopatología de la Diabetes Mellitus Gestacional (DMG), dado su papel modulador en la resistencia a la insulina. En estos trabajos hemos estudiado el papel de alguna de estas nuevas proteínas en la fisiopatología de la DMG. Entre ellas, hemos escogido la glicoproteina Zinc-α2 (ZAG) y el sistema activina A-follistatina dada su relación fuera de la gestación con el metabolismo glucídico. Además, por su potencial papel sobre la resistencia a la insulina y el metabolismo lipídico podrían afectar al desarrollo antropométrico fetal. Por ello, también hemos valorado la contribución de ZAG y del sistema Activina A-Follistatina al crecimiento fetal. Por último dado el dimorfismo sexual en el crecimiento fetal hemos querido estudiar si el sexo puede influir en los niveles de los multímeros de adiponectina afectando al crecimiento fetal. Hemos podido objetivar la asociación de los niveles circulantes de ZAG con un perfil metabólico favorable en mujeres gestantes, pero ZAG no se ha mostrado una adipoquina útil como marcador de la DMG. Los bajos niveles de ZAG detectados en sangre de cordón y su relación con la edad gestacional, hacen pensar que puede tener un papel en el desarrollo fetal. También hemos observado que la folistatina circulante se asocia de forma inversa con la resistencia a la insulina en la gestación y se halla disminuida en las pacientes con DMG, lo que sugiere su implicación potencial en la patogénesis de la DMG. Además, los niveles de folistatina materna se asocian de forma positiva con parámetros de crecimiento fetal y adiposidad neonatal, lo que podría implicar un potencial papel de folistatina en el desarrollo fetal. Por último, los niveles de los multímeros de adiponectina en cordón umbilical se asocian con la velocidad de crecimiento fetal y la adiposidad neonatal de forma diferente dependiendo del sexo del recién nacido.
In recent years, there is growing interest in the potential involvement of some adipokines produced by adipose tissue and placenta in the pathophysiology of gestational diabetes, through its modulatory role in insulin resistance. In the studies included in this work, we have studied the role of some new adipokines in the pathogenesis of GDM. We have chosen Zinc α2-Glycoprotein (ZAG) and the activin A-follistatin system due to their implication in glucose metabolism out of pregnancy. Furthermore, through their role in insulin resistance and lipid metabolism may also modulate fetal anthropometric development. Therefore, we have also evaluated the contribution of ZAG and the activin A-follistatin system in fetal growth. Finally, given that fetal growth shows gender dimorphism, we decided to study whether umbilical adiponectin multimers were associated with sex differences in fetal growth. We have observed that maternal serum ZAG concentrations during pregnancy are associated with a healthier metabolic profile, but ZAG has not appeared as useful biomarker in GDM. In cord blood, ZAG levels are lower than in maternal serum and correlated with gestational age suggesting a role in fetal development. We have also described that serum follistatin concentrations are lower in GDM compared with normal pregnant women and negatively associated with insulin resistance, suggesting a potential role in GDM pathogenesis. Also, the maternal follistatin levels are associated with fetal growth and neonatal adiposity suggests a potential role in fetal development. And finally, we have reported that the association observed between adiponectin multimeric forms with fetal growth velocity and neonatal adiposity differs according to newborn sex.

1. INTRODUCTION Intrauterine growth restriction (IUGR) is diagnosed at the presence of an estimated fetal weight below the 10th centile and is a frequent condition in perinatal medicine, reaching a prevalence of 5-8% in live newborn babies being a major contributor of perinatal and long term morbidity, such as neurological deficits. We hypothesized that these neurological impairement are related to brain microstructural changes which might be characterized by fetal neuroimaging, either MRI or ultrasonography. Identifying fetuses at risk for abnormal neurodevelopment in fetal medicine lays the basis to perform specific strategies to potentially improve both pre and postnatal management, such as timely delivery, careful support for breastfeeding and a thoughtful use of this window of opportunity to improve their neurocognitive outcome through specific strategies. So the objective of this thesis was to identify brain imaging biomarkers that could predict an adverse neurological outcome in small for gestational age fetuses. 2. METHODS This is a prospective cohort study which included 2 study groups: AGA (adequeate for gestational age fetuses) with an estimated fetal weight >10th centile and, SGA (small for gestational age fetuses) with an estimated fetal weight <10th centile. A fetal ultrasound was performed to establish clinical group membership and Doppler evaluation. Then, either a MRI at 37 weeks was performed or a neurosonography during the 3rd trimester in order to assess cortical development, insular and corpus callosum morphometry. Once these babies were born, they underwent a neurobehavioral assessment during the neonatal period (NBAS) and a neurodevelopmental test at 2 years (Bayley-III). The analysis was focused on the evaluation of differences among study groups. As secondary analysis, linear regression was used to evaluate the relationship between brain development and postnatal neurological outcome adjusting by potentially confounders. Statistical anlyses were performed using the SPSS for Windows version 17.0 statistical software. 3. RESULTS The thesis led to five articles which are published in international journals. Maternal characteristics did not differ between the study groups. We found that late-onset IUGR fetuses showed a different pattern of brain development assessed by fetal MRI, expressed by deeper fissures, smaller brain volumes and a more pronounced right asymmetry. They also presented thinner cortex with lower fractional anisotropy values wich was significantly associated to worse NBAS test. Small fetuses presented smaller corpus callosum assessed by MRI and US, particularly in its posterior portion which was associated to worse neurobehavioral outcome. When we explored the correlation between brain structure and neurodevelopment at 2 years, we found that smaller measurements were associated to worse Bayley-III scores. 7. DISCUSSION Although previous studies have shown poorer neurodevelopmental outcome in term, none of them have provided information about their brain developmental status before birth. Our findings support a microstructural/functional association. Interestingly, we found that small-born babies had lower cognitive, motor and language competencies. All of these functions are closely related to the insula and callosal functionality. Indeed, Geva et al. proposed that thinner cortex found in severe IUGR born children could be responsible for their lower IQ scores. The importance of this study relais in the high prevalence of late-onset IUGR, therefore they represent a significant public health problem and its impact on the adverse neurodevelopment outcome of this population cannot be overestimated. Therefore findings applicable imaging biomarkers in fetal medicine can identify those fetuses at risk in this and other clinical scenarios. Finally, our study suggests that brain alterations at term could constitute the first step in the cascade of functional impairments underlying neurodevelopmental pathologies.
“EVALUACIÓN DEL DESARROLLO CORTICAL Y CUERPO CALLOSO COMO MARCADORES PREDICTIVOS DE NEURODESARROLLO EN FETOS PEQUEÑOS PARA LA EDAD GESTACIONAL “ INTRODUCCION: la restricción del crecimiento intrauterino (RCIU) afecta alrededor del 8% de los recién nacidos vivos y se asocia a morbilidad a corto y a largo plazo, dentro de los cuales se encuentran los déficits neurológicos. Nuestra hipótesis es que dichos déficits se asocian a una reprogramación cerebral durante la vida intrauterina gatillada por la RCIU. Por lo que el objetivo de esta tesis fue detectar biomarcadores cerebrales que puedan predecir un resultado neurológico adverso en los fetos con RCIU. MÉTODOS: incluimos dos grupos de estudio: AGA (fetos adecuados para la edad gestacional) y SGA (fetos pequeños para la edad gestacional definidos por un percentil de crecimiento