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Un simple análisis de sangre para predecir nacimientos prematuros podría salvar la vida de los bebés
Las complicaciones del parto prematuro son la principal causa de muerte en todo el mundo en niños menores de cinco años.
27 de febrero de 2019
imágenes falsas
Quince millones de bebés nacen prematuramente cada año. La hija de Stephen Quake, Zoe, fue una de ellas: llegó a través de una cesárea de emergencia después de que Quake y su esposa, Athina, corrieron en medio de la noche a la sala de emergencias, un mes antes de la fecha prevista para Zoe. Pasó su primera noche en una incubadora, y su padre, un bioingeniero entonces en Caltech, se preguntó por qué el nacimiento no podía ser más predecible.
Esa pregunta permaneció en la mente de Quake. Meses antes de que Zoe comenzara su primer año de secundaria, su padre anunció que había desarrollado un análisis de sangre materna que podría alertar a las mujeres de que van a tener un parto prematuro, antes de las 37 semanas completas de gestación. Desde entonces, lanzó una startup para comercializar la tecnología y crear una prueba barata y fácil que las mujeres podrían tomar alrededor del sexto mes de embarazo.
Esta historia fue parte de nuestra edición de marzo de 2019
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La prueba de prematuridad no es la primera incursión de Quake en la salud prenatal. Cuando Athina estaba embarazada de Zoe, se sometió a una amniocentesis, una biopsia invasiva con aguja que se usa para detectar el síndrome de Down y otras afecciones. Cuando lo ejecutan médicos con mucha experiencia, el riesgo de aborto espontáneo es bajo, pero existe, y eso es estresante para los futuros padres. Pensé, Dios mío, esto es horrible, que tienes que arriesgarte a perder al bebé para hacer una pregunta de diagnóstico, dice.
Convencido de que tenía que haber una mejor manera, Quake se puso a trabajar en el desarrollo de análisis de sangre no invasivos para evaluar gran parte de la misma información que la amniocentesis pero con menos riesgo para el embarazo. Usó fragmentos de ADN fetal flotante encontrados en la sangre materna para echar un vistazo a la composición genética del feto. Más de una década después, varias empresas de biotecnología ofrecen una versión de pruebas similares para el síndrome de Down y otras afecciones a mujeres embarazadas en clínicas de todo el mundo.
Pensé, Dios mío, esto es horrible, que tienes que arriesgarte a perder al bebé para hacer una pregunta de diagnóstico.
Del mismo modo, se están desarrollando análisis de sangre, a menudo llamados biopsias líquidas, para una serie de aplicaciones, incluida la detección de cáncer en etapa temprana y la revelación de si un corazón de reemplazo está fallando en el cuerpo de un receptor de trasplante. En 2014, Quake identificó evidencia de neuronas moribundas en la circulación sanguínea de pacientes con Alzheimer, un paso que se está utilizando para desarrollar pruebas para enfermedades neurodegenerativas y autoinmunes.
Predecir el parto prematuro sería otro avance importante. A nivel mundial, más de uno de cada 10 bebés nace prematuro, un problema de salud pública que trasciende las fronteras socioeconómicas y geográficas. Los bebés en países pobres como Malawi nacen demasiado pronto (el país tiene una tasa de nacimientos prematuros del 18 %, la más alta del mundo), pero también lo son los bebés en los EE. UU., como la hija de Quake en el próspero sur de California.
Las complicaciones del parto prematuro son la principal causa de muerte en todo el mundo en niños menores de cinco años. Los bebés prematuros pueden sufrir infecciones, problemas de aprendizaje y problemas de visión y audición. En los países pobres, los bebés que nacen significativamente prematuros a menudo no sobreviven. En los países ricos suelen hacerlo, pero a veces con consecuencias a largo plazo que incluyen problemas de comportamiento y trastornos neurológicos como la parálisis cerebral. También hay un factor económico: los bebés prematuros cuestan, en promedio, 10 veces más durante el primer año de vida que aquellos cuyo nacimiento no tuvo complicaciones.
Solo pregúntele a Jen Sinconis, cuyos gemelos llegaron sin previo aviso a las 24 semanas de gestación en 2006. Los embarazos de gemelos se consideran de alto riesgo, pero el embarazo de Sinconis transcurrió sin incidentes hasta que comenzó a tener lo que supuso que eran contracciones de Braxton Hicks, que pueden ocurrir con semanas de anticipación. del parto a medida que el útero se prepara para el trabajo de parto. Se equivocó y sus gemelos llegaron en seis horas.
Uno de los chicos de Sinconis en la UCI. Cortesía de Jennifer Sinconis
Aidan pesaba 1 libra y 14 onzas (850 gramos) y tuvo que pasar tres meses en el hospital; Ethan pesaba 1 libra y 6 onzas y estaba peor. Estuvo con oxígeno durante la mayor parte de su primer año de vida y apenas escapó de necesitar una traqueotomía. Sinconis recibió una inyección de surfactante para ayudar a desarrollar los pulmones de sus hijos tan pronto como llegó al hospital, pero si una prueba hubiera podido alertar a su médico de que estaba en riesgo de parto prematuro, podría haber recibido el medicamento antes. cuando posiblemente podría haber hecho una diferencia. Si hubiera sabido que habrían nacido prematuramente, toda nuestra vida sería diferente, dice Sinconis, un productor creativo de la sede corporativa de Starbucks en Seattle.
La atención médica de los niños costó más de $2 millones y no terminó cuando salieron del hospital. Permanecieron aislados en casa durante los primeros tres años y medio de su vida; Sinconis apenas puede hacer un seguimiento de la cantidad de médicos y terapeutas que han visto a lo largo de los años. Ella y su esposo se vieron obligados a vender su casa, liquidar sus cuentas de ahorro y jubilación y, finalmente, declararse en bancarrota para lidiar con los casi $450,000 que el seguro no cubriría. Ahora con 12 años, los niños se han puesto al día en su desarrollo con respecto a otros niños de su edad. Pero sus padres recién comienzan a salir de sus problemas financieros. Estamos muy atrasados en encontrar una forma de predecir el nacimiento prematuro, dice Sinconis.
Los mellizos de Jen Sinconis llegaron a las 24 semanas en 2006. Ahora con 12 años, los niños son en su mayoría saludables. Cortesía de Jennifer Sinconis
una nueva prueba
Zoe, que ahora tiene 17 años, ha crecido y está totalmente sana, dice Quake, profesor de la Universidad de Stanford durante los últimos 14 años, pero descubrir cómo predecir un parto prematuro había estado en el fondo de su mente desde que ella nació. Se sentía como la próxima gran montaña a escalar, dice. Habíamos ganado confianza con las pruebas prenatales no invasivas. El parto prematuro fue como el Monte Everest.
Quake sabía que no había diagnósticos significativos que pudieran identificar qué mujeres embarazadas darían a luz demasiado pronto. El mayor indicio es haber dado a luz antes a un bebé prematuro, algo de poca utilidad para una madre primeriza. Además, el parto prematuro puede ser causado por múltiples factores: infección, gemelos o incluso estrés materno. No sabemos qué desencadena el parto prematuro, dice Ronald Wapner, director de genética reproductiva del Centro Médico Irving de la Universidad de Columbia. Lo hemos estado disparando.
Quake también sabía que las mediciones directas de ADN no ayudarían. Analizar el ADN de un bebé, heredado de sus padres, es fundamental para la prueba del síndrome de Down porque puede revelar la presencia de un cromosoma extra. Es una cuestión genética, dice Quake. Pero la investigación ha demostrado que el perfil genético del bebé contribuye mínimamente a la prematuridad. Entonces, en cambio, Quake se centró en el primo molecular del ADN, el ARN. Estas moléculas son más difíciles de detectar en la sangre (son de corta duración), pero proporcionarían una lectura más relevante, creía Quake, porque sus niveles suben y bajan según lo que sucede en el cuerpo de una persona. ¿Podría ser que un embarazo que se dirigía a problemas estuviera sonando señales de alarma tempranas?
Mierda, ¿podríamos haber descubierto una manera de determinar el nacimiento prematuro? recuerda haber pensado.
Quake y su equipo, incluida Mira Moufarrej, una estudiante de posgrado en su laboratorio, analizaron muestras de sangre de 38 mujeres afroamericanas consideradas en riesgo de parto prematuro, en algunos casos porque anteriormente habían tenido un bebé prematuro. En general, los niños negros en los EE. UU. nacen prematuramente alrededor de un 50 % más que los blancos. Trece de las mujeres terminaron dando a luz antes de tiempo. Al analizar las moléculas de ARN en su sangre, los investigadores encontraron siete genes cuyas señales de actividad cambiantes, en conjunto, parecían predecir qué bebés habían nacido prematuramente.
Quake me dijo que estaba sorprendido por el resultado. Mierda, ¿podríamos haber descubierto una manera de determinar el nacimiento prematuro? recuerda haber pensado. Todavía estamos tratando de comprender la biología detrás de estos siete genes, agrega; aún no está claro si las señales emanan de la madre, la placenta o el bebé. Quake sospecha que están reflejando la respuesta de la madre al desvío del embarazo. En otras palabras, dice, todo se está descarrilando y la madre está respondiendo a eso.
La belleza de este enfoque es que nos permite ver una conversación entre la madre, el feto y la placenta, dice David Stevenson, codirector del Instituto de Investigación de Salud Materna e Infantil de Stanford e investigador principal en su centro de investigación de prematuridad. . Es como escuchar a escondidas. Ahora podemos acceder a esto a medida que se comunica, lo que nos ayuda a comprender lo que sucede durante el embarazo.
esperanza de tratamiento
Hace quinientos años, fascinado por su disección anatómica del útero de una mujer embarazada que había muerto, Leonardo da Vinci escribió sobre su intención de desentrañar los secretos detrás de la concepción y el parto prematuro. Nunca lo hizo, e incluso hoy en día, hay relativamente pocas respuestas. Tal vez porque se sabe tan poco, las compañías farmacéuticas no han visto el parto prematuro como un área prometedora para la inversión. De hecho, es uno de los temas más desatendidos, dice Sindura Ganapathi, colíder de la cartera de herramientas y descubrimiento de salud materna, neonatal e infantil en la Fundación Gates, que junto con March of Dimes y CZ Biohub, una iniciativa médica financiado por Mark Zuckerberg y su esposa Priscilla Chan, ha financiado el trabajo de Quake.
Necesitamos muchas más intervenciones, dice Ganapathi. Estamos bastante limitados en nuestro arsenal.
Una prueba podría ser un primer paso hacia nuevos medicamentos o tratamientos. Saber quién está en riesgo permitiría a las mujeres prepararse, por ejemplo, eligiendo un hospital con una unidad de cuidados intensivos neonatales o trabajando con un obstetra que podría recetar progesterona, un medicamento que a veces se administra para tratar de prolongar el embarazo. Se remonta al trato personalizado, dice Wapner. Todavía no hemos podido identificar cómo funciona la progesterona y para quién funciona mejor. El ARN podría ayudarnos a comprender mejor quién debe recibir estos medicamentos.
La nueva ventana sobre el embarazo podría dar lugar a aplicaciones más allá del parto prematuro. Desde el punto de vista de adónde podría ir esto, podría observar el desarrollo de la placenta, el desarrollo fetal y la interacción feto-materna, dice Wapner. El ARN ha sido la hermanastra del ADN hasta hace muy poco tiempo. Es una muy buena pista sobre cómo diferenciar quién está en riesgo de parto prematuro, y podría darnos una mejor manera de evaluar lo que sucede durante el embarazo.
En línea con eso, Quake ha formado una startup, llamada Akna Dx, con objetivos elevados. Ha recaudado más de $10 millones de inversionistas, incluido Khosla Ventures de Menlo Park, California. Nuestra idea es hacer análisis de sangre para brindar información clave, dice el director ejecutivo y cofundador Maneesh Jain. ¿Cuál es la edad gestacional de un feto? ¿Está en riesgo de tener un parto prematuro o una depresión posparto grave? El embarazo tiende a ser todavía una gran caja negra. Queremos brindarle información sobre lo que sucede internamente para que pueda tomar medidas.
Otros expertos dicen que se necesita más evidencia de que el ARN puede proporcionar esos conocimientos. Eso se debe a que muchos factores diferentes pueden contribuir a la prematuridad, y no está claro qué tan bien funcionarán los biomarcadores de Quake en una población más amplia. La dificultad es que el parto prematuro no es causado por una sola cosa, dice Diana Bianchi, directora del Instituto Nacional de Salud Infantil y Desarrollo Humano Eunice Kennedy Shriver y experta en pruebas prenatales no invasivas. Infección, compromiso de la placenta, estrés materno, embarazo gemelar: todos estos y más pueden desencadenar un parto prematuro. En cantidades realmente pequeñas, Steve pudo distinguir con precisión a las mujeres en riesgo de parto prematuro, dice Bianchi. Pero los números eran realmente pequeños.
Quake está de acuerdo en que sus hallazgos iniciales deben validarse a través de un gran ensayo clínico antes de que cualquier prueba esté lista para uso comercial. El equipo de Quake está trabajando para confirmar que los resultados de las mujeres afroamericanas también se mantengan en otros grupos. Los colaboradores, incluidos algunos de los cofundadores de Akna, ahora están recolectando muestras de sangre de 1000 mujeres embarazadas.
Esperamos que esto salve muchas vidas, dice Quake. Eso es realmente lo que estamos buscando. Pero esto es solo el comienzo de la historia… Es un área muy fértil, sin juego de palabras.
Bonnie Rochman es una escritora de salud y ciencia con sede en Seattle y autora de La máquina genética.