Studi akan membantu mengembangkan terapi untuk meningkatkan fungsi paru-paru pada janin dengan retardasi pertumbuhan

Jika janin tumbuh di bawah tingkat normal selama kehamilan, risikonya meningkat setiap minggu kehamilan sehingga beberapa organnya tidak berkembang dengan baik, yang dapat berdampak negatif pada kesehatan bayi setelah lahir. Efek jangka panjang dari pembatasan pertumbuhan janin pada perkembangan otak dan kardiovaskular telah menjadi subjek banyak penelitian, tetapi tidak ada data ilmiah tentang dampaknya pada paru-paru.

Hal ini menjadi subjek penelitian yang dilakukan bersama oleh BCNatal Fetal Medicine Research Centre (Rumah Sakit Clínic Barcelona dan Sant Joan de Déu) dan Pompeu Fabra University (UPF), yang mengidentifikasi perbedaan dalam perkembangan paru-paru antara janin dengan pertumbuhan terbatas dan janin normal dalam hal resistensi vaskularnya. Para peneliti mempelajari hal ini dengan mengukur kecepatan aliran darah pada janin dan menganalisis data ini dengan dukungan metode kecerdasan buatan dan model komputer.

Temuan tersebut, yang baru-baru ini diterbitkan dalam sebuah makalah di jurnal Scientific Reports, membuka kemungkinan pengembangan terapi yang ditujukan untuk meningkatkan perkembangan paru-paru pada janin yang mengalami hambatan pertumbuhan dan mencegah masalah pernapasan yang dapat berlanjut tidak hanya hingga masa kanak-kanak tetapi juga hingga remaja dan dewasa.

Peneliti utama studi ini adalah Fátima Crispiel, peneliti BCNatal dan Clínic-IDIBAPS di Fetal and Perinatal Medicine Group, dan Bart Beijnens (ICREA, UPF), peneliti di BCN MedTech Unit di Departemen Teknik UPF. Peneliti lainnya berasal dari berbagai layanan dan kelompok penelitian Clínic-IDIBAPS dan juga bekerja sama dengan University of Barcelona dan CIBER untuk Penyakit Pernapasan dan Penyakit Langka.

Penelitian ini melibatkan lebih dari 200 wanita hamil. Penelitian ini menganalisis aliran darah janin dan perubahannya dengan oksigen tambahan pada 208 wanita hamil antara minggu ke-24 dan ke-37 kehamilan. Semua wanita diperiksa di Rumah Sakit Clínic di Barcelona, tempat mereka menjalani semua tes yang diperlukan untuk penelitian ini.

Pada 97 kasus tersebut, janin mengalami retardasi pertumbuhan terbatas, yang mengakibatkan berat badan lahir sangat rendah. Sebanyak 111 janin yang tersisa mengalami pertumbuhan normal. Pada masing-masing janin ini, kecepatan aliran darah di arteri utama dan pembuluh paru-paru diukur, kemudian dibandingkan menggunakan kecerdasan buatan. Selain itu, resistensi paru-paru dihitung menggunakan model komputer.

Gambar Doppler ilustratif dari arteri pulmonalis utama janin dan arteri intrapulmonalis. Sumber: Vellvé, K., Garcia-Canadilla, P., Nogueira, M., dkk.

Kecepatan aliran darah paru-paru janin dianalisis baik dalam kondisi pernapasan ibu normal maupun setelah oksigen tambahan diberikan melalui masker (kondisi hiperoksigenasi). Analisis ini dilakukan menggunakan teknik berdasarkan emisi gelombang ultrasonik ke janin untuk memperkirakan kecepatan aliran darah di seluruh sirkulasinya berdasarkan prinsip Doppler.

Sebaliknya, resistansi organ seperti paru-paru tidak dapat diukur secara langsung menggunakan USG, dan model komputer yang menggambarkan jantung dan pembuluh darah digunakan untuk mengukurnya. Sebagai perbandingan, model komputer ini dapat dibandingkan dengan simulasi rangkaian elektronik. Para peneliti menciptakan kembali versi komputer dari sistem vaskular janin dan, menggunakan laju aliran darah yang diukur dan pemodelan parameter lainnya, mampu memperkirakan resistansi dan elastisitas berbagai organ.

Akhirnya, metode pembelajaran mesin berdasarkan teknik kecerdasan buatan digunakan untuk membandingkan pola aliran darah janin, yang membantu mengelompokkannya ke dalam berbagai kategori menurut parameter aliran dan indikator klinis.

Selanjutnya, pemeriksaan terhadap efek hiperoksigenasi memperlihatkan bahwa hal itu terkait dengan perubahan resistansi paru-paru akibat pasokan oksigen ekstra kepada ibu, dan lebih banyak oksigen terbukti meningkatkan aliran darah paru-paru pada janin yang pertumbuhannya terhambat tanpa memengaruhi janin normal.

"Pada dasarnya, hasil penelitian menunjukkan bahwa janin yang mengalami hambatan pertumbuhan memiliki kecepatan aliran darah rata-rata dan resistensi pembuluh darah di paru-paru yang berbeda dibandingkan janin normal, dan hal ini dapat dinormalisasi dengan memberikan oksigen tambahan kepada ibu," jelas Beijnens (ICREA, UPF).

"Penemuan perbedaan-perbedaan pada pembuluh paru-paru ini membuka kemungkinan untuk mengembangkan strategi terapi di masa mendatang guna meningkatkan fungsi paru-paru pada janin dengan hambatan pertumbuhan. Setelah lahir, peningkatan perkembangan janin ini dapat mengurangi risiko timbulnya penyakit pernapasan di kemudian hari," jelas Dr. Crispius (BCNatal, Clínic).