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Un simple test sanguin pour prédire les naissances prématurées pourrait sauver la vie des bébés
Les complications de la naissance prématurée sont la principale cause de décès dans le monde chez les enfants de moins de cinq ans.
27 février 2019
Images : getty
Quinze millions de bébés naissent prématurément chaque année. La fille de Stephen Quake, Zoe, était l'une d'entre elles : elle est arrivée par césarienne d'urgence après que Quake et sa femme, Athina, se soient précipités au milieu de la nuit aux urgences, un mois avant l'accouchement de Zoe. Elle a passé sa première nuit dans un incubateur, et son père, bioingénieur alors à Caltech, s'est demandé pourquoi la naissance ne pouvait pas être plus prévisible.
Cette question persistait dans l'esprit de Quake. Des mois avant que Zoe ne commence sa première année de lycée, son père a annoncé qu'il avait mis au point un test sanguin maternel qui pourrait alerter les femmes qu'elles allaient accoucher prématurément, avant 37 semaines complètes de gestation. Il a depuis lancé une startup pour commercialiser la technologie et créer un test facile et bon marché que les femmes pourraient passer vers le sixième mois de grossesse.
Cette histoire faisait partie de notre numéro de mars 2019
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Le test de prématurité n'est pas la première incursion de Quake dans le domaine de la santé prénatale. Quand Athina était enceinte de Zoe, elle avait subi une amniocentèse, une biopsie invasive à l'aiguille utilisée pour détecter le syndrome de Down et d'autres conditions. Lorsqu'il est exécuté par des médecins expérimentés, le risque de fausse couche est faible, mais il existe - et c'est angoissant pour les futurs parents. J'ai pensé, Oh mon Dieu, c'est affreux, qu'il faut risquer de perdre le bébé pour poser une question de diagnostic, dit-il.
Convaincu qu'il devait y avoir un meilleur moyen, Quake s'est mis au travail pour développer des tests sanguins non invasifs pour évaluer une grande partie des mêmes informations que l'amniocentèse, mais avec moins de risques pour la grossesse. Il a utilisé des morceaux d'ADN fœtal flottant librement trouvés dans le sang maternel pour avoir un aperçu de la constitution génétique du fœtus. Plus d'une décennie plus tard, plusieurs sociétés de biotechnologie proposent une version de tests similaires pour le syndrome de Down et d'autres conditions aux femmes enceintes dans les cliniques du monde entier.
J'ai pensé, Oh mon Dieu, c'est affreux, qu'il faut risquer de perdre le bébé pour poser une question de diagnostic.
De même, des tests sanguins, souvent appelés biopsies liquides, sont en cours de développement pour un certain nombre d'applications, notamment la détection d'un cancer à un stade précoce et la détection d'un cœur de remplacement défaillant dans le corps d'un receveur de greffe. En 2014, Quake a identifié des preuves de la mort de neurones dans la circulation sanguine des patients atteints de la maladie d'Alzheimer, une étape qui est utilisée pour développer des tests pour les maladies neurodégénératives et auto-immunes.
Prédire la naissance prématurée serait une autre percée importante. À l'échelle mondiale, plus d'un bébé sur 10 naît prématurément, un problème de santé publique qui transcende les frontières socio-économiques et géographiques. Les bébés des pays pauvres comme le Malawi naissent trop tôt – le pays a un taux de naissances prématurées de 18 %, le plus élevé au monde – mais il en va de même pour les bébés aux États-Unis, comme la fille de Quake dans la prospère Californie du Sud.
Les complications de la naissance prématurée sont la principale cause de décès dans le monde chez les enfants de moins de cinq ans. Les bébés prématurés peuvent être aux prises avec une infection, des troubles d'apprentissage et des problèmes de vision et d'audition. Dans les pays pauvres, les bébés nés significativement avant terme ne survivent souvent pas. Dans les pays riches, c'est généralement le cas, mais parfois avec des conséquences à long terme, notamment des problèmes de comportement et des troubles neurologiques tels que la paralysie cérébrale. Il y a aussi un facteur économique : les bébés nés prématurément coûtent en moyenne 10 fois plus au cours de la première année de vie que ceux dont la naissance n'a pas eu de complications.
Il suffit de demander à Jen Sinconis, dont les jumeaux sont arrivés sans avertissement à 24 semaines de gestation en 2006. Les grossesses gémellaires sont considérées comme à haut risque, mais la grossesse de Sinconis s'est déroulée sans incident jusqu'à ce qu'elle commence à avoir ce qu'elle supposait être des contractions de Braxton Hicks, qui peuvent survenir des semaines à l'avance. de l'accouchement alors que l'utérus se prépare au travail. Elle s'est trompée et ses jumeaux sont arrivés dans les six heures.
L'un des garçons de Sinconis aux soins intensifs. Avec l'aimable autorisation de Jennifer Sinconis
Aidan pesait 1 livre et 14 onces (850 grammes) et a dû passer trois mois à l'hôpital; Ethan pesait 1 livre, 6 onces et était moins bien loti. Il a été sous oxygène pendant la majeure partie de sa première année de vie et a à peine échappé à une trachéotomie. Sinconis a reçu une injection de surfactant pour aider à développer les poumons de ses fils dès qu'elle est arrivée à l'hôpital, mais si un test avait pu alerter son médecin qu'elle risquait un travail précoce, elle aurait pu recevoir le médicament plus tôt, alors que cela aurait pu faire une différence. Si j'avais su qu'ils seraient nés prématurément, toute notre vie aurait été différente, déclare Sinconis, producteur créatif au siège social de Starbucks à Seattle.
Les soins médicaux des garçons ont coûté plus de 2 millions de dollars et n'ont pas pris fin lorsqu'ils ont quitté l'hôpital. Ils sont restés isolés à la maison pendant les trois premières années et demie de leur vie ; Sinconis peut à peine suivre le nombre de médecins et de thérapeutes qu'ils ont vus au fil des ans. Elle et son mari ont été contraints de vendre leur maison, de liquider leurs comptes de retraite et d'épargne, et finalement de déclarer faillite pour faire face aux près de 450 000 $ que l'assurance ne couvrirait pas. Maintenant âgés de 12 ans, les garçons ont pour la plupart rattrapé sur le plan du développement les autres enfants de leur âge. Mais leurs parents commencent à peine à sortir de leurs difficultés financières. Nous attendons depuis longtemps un moyen de prédire les naissances prématurées, dit Sinconis.
Les jumeaux de Jen Sinconis sont arrivés à 24 semaines en 2006. Maintenant âgés de 12 ans, les garçons sont pour la plupart en bonne santé. Avec l'aimable autorisation de Jennifer Sinconis
Une nouvelle épreuve
Zoe, maintenant âgée de 17 ans, a grandi et est en parfaite santé, dit Quake, professeur à l'Université de Stanford depuis 14 ans, mais trouver comment prédire une naissance prématurée était dans son esprit depuis sa naissance. C'était comme la prochaine grande montagne à gravir, dit-il. Nous avions gagné en confiance grâce aux tests prénatals non invasifs. La naissance prématurée était comme le mont Everest.
Quake savait qu'il n'existait aucun diagnostic significatif permettant d'identifier les femmes enceintes qui accoucheraient trop tôt. Le plus gros indice est d'avoir déjà donné naissance à un bébé prématuré, ce qui est peu utile pour une mère pour la première fois. De plus, l'accouchement prématuré peut être causé par de multiples facteurs : infection, jumeaux ou même stress maternel. Nous n'avons aucune compréhension de ce qui déclenche une naissance prématurée, déclare Ronald Wapner, directeur de la génétique reproductive au Columbia University Irving Medical Center. Nous l'avons fusillé.
Quake savait également que les mesures directes de l'ADN n'aideraient pas. L'analyse de l'ADN d'un bébé, hérité de ses parents, est fondamentale pour le dépistage du syndrome de Down, car elle peut révéler la présence d'un chromosome supplémentaire. C'est une question génétique, dit Quake. Mais la recherche a montré que le profil génétique du bébé contribue de manière minime à la prématurité. Au lieu de cela, Quake s'est concentré sur le cousin moléculaire de l'ADN, l'ARN. Ces molécules sont plus difficiles à repérer dans le sang (elles sont de courte durée) mais fourniraient une lecture plus pertinente, selon Quake, car leurs niveaux augmentent et diminuent en fonction de ce qui se passe dans le corps d'une personne. Se pourrait-il qu'une grossesse dirigée vers des ennuis sonne des signaux d'alarme précoces ?
Putain de merde, aurions-nous trouvé un moyen de déterminer la naissance prématurée ? il se souvient avoir pensé.
Quake et son équipe, dont Mira Moufarrej, une étudiante diplômée de son laboratoire, ont examiné des échantillons de sang de 38 femmes afro-américaines considérées à risque d'accouchement prématuré, dans certains cas parce qu'elles avaient déjà eu un bébé prématuré. Dans l'ensemble, les enfants noirs aux États-Unis naissent prématurément environ 50 % plus souvent que les Blancs. Treize des femmes ont fini par accoucher tôt. En analysant les molécules d'ARN dans leur sang, les chercheurs ont trouvé sept gènes dont les signaux d'activité changeants, pris ensemble, semblaient prédire quels bébés étaient arrivés prématurément.
Quake m'a dit qu'il était surpris du résultat. Putain de merde, aurions-nous trouvé un moyen de déterminer la naissance prématurée ? il se souvient avoir pensé. Nous essayons toujours de comprendre la biologie derrière ces sept gènes, ajoute-t-il ; on ne sait pas encore si les signaux émanent de la mère, du placenta ou du bébé. Quake soupçonne qu'ils reflètent la réponse de la mère à la grossesse qui dérape. En d'autres termes, dit-il, tout déraille et la mère réagit à cela.
La beauté de cette approche est qu'elle nous permet de voir une conversation se dérouler entre la mère, le fœtus et le placenta, explique David Stevenson, codirecteur du Maternal and Child Health Research Institute de Stanford et chercheur principal de son centre de recherche sur la prématurité. . C'est comme une écoute clandestine. Maintenant, nous pouvons y accéder au fur et à mesure qu'ils sont communiqués, ce qui nous aide à comprendre ce qui se passe tout au long de la grossesse.
Espoir de traitement
Il y a cinq cents ans, fasciné par sa dissection anatomique de l'utérus d'une femme enceinte décédée, Léonard de Vinci écrivait sur son intention de percer les secrets de la conception et de la naissance prématurée. Il ne l'a jamais fait, et même aujourd'hui, il y a relativement peu de réponses. Peut-être parce que si peu de choses sont connues, les sociétés pharmaceutiques n'ont pas considéré la naissance prématurée comme un domaine d'investissement prometteur. En effet, c'est l'un des problèmes les plus négligés, déclare Sindura Ganapathi, co-responsable du portefeuille Maternal, Newborn & Child Health Discovery & Tools à la Gates Foundation, qui, avec la Marche des dix sous et le CZ Biohub, une initiative médicale financé par Mark Zuckerberg et sa femme Priscilla Chan, a financé le travail de Quake.
Nous avons besoin de beaucoup plus d'interventions, dit Ganapathi. Nous sommes assez limités dans notre arsenal.
Un test pourrait être une première étape vers de nouveaux médicaments ou traitements. Savoir qui est à risque permettrait aux femmes de se préparer, par exemple en choisissant un hôpital avec une unité de soins intensifs néonatals ou en travaillant avec un obstétricien qui pourrait prescrire de la progestérone, un médicament parfois administré pour essayer de prolonger la grossesse. Cela revient à un traitement personnalisé, dit Wapner. Nous n'avons toujours pas été en mesure d'identifier comment la progestérone fonctionne et pour qui elle fonctionne mieux. L'ARN pourrait nous aider à mieux comprendre qui devrait recevoir ces médicaments.
La nouvelle fenêtre sur la grossesse pourrait conduire à des applications au-delà de la naissance prématurée. Du point de vue où cela pourrait aller, vous pourriez regarder le développement placentaire, le développement fœtal et l'interaction fœto-maternelle, dit Wapner. L'ARN a été la demi-sœur de l'ADN jusqu'à très récemment. C'est un sacré bon indice sur la façon de différencier les personnes à risque d'accouchement prématuré, et cela pourrait nous donner une meilleure façon d'évaluer ce qui se passe pendant la grossesse.
Dans cette optique, Quake a formé une startup, appelée Akna Dx, avec des objectifs ambitieux. Il a levé plus de 10 millions de dollars auprès d'investisseurs, dont Khosla Ventures de Menlo Park, en Californie. Notre idée est de faire des tests sanguins pour donner des informations clés, explique le PDG et cofondateur Maneesh Jain. Quel est l'âge gestationnel d'un fœtus? Êtes-vous à risque d'accouchement prématuré ou de dépression post-partum sévère ? La grossesse a toujours tendance à être une grosse boîte noire. Nous voulons vous donner un aperçu de ce qui se passe en interne afin que vous puissiez agir.
D'autres experts disent que plus de preuves sont nécessaires que l'ARN peut fournir ces informations. C'est parce que tant de facteurs différents peuvent contribuer à la prématurité, et il n'est pas clair dans quelle mesure les biomarqueurs de Quake fonctionneront dans une population plus large. La difficulté est que l'accouchement prématuré n'est pas causé par une seule chose, explique Diana Bianchi, directrice de l'Institut national de la santé infantile et du développement humain Eunice Kennedy Shriver et experte en tests prénatals non invasifs. Une infection, un placenta compromis, un stress maternel, une grossesse gémellaire, tout cela et bien d'autres peuvent déclencher une naissance prématurée. En très petit nombre, Steve a pu distinguer avec précision les femmes à risque d'accouchement prématuré, explique Bianchi. Mais les chiffres étaient vraiment petits.
Quake convient volontiers que ses découvertes initiales doivent être validées par un vaste essai clinique avant que tout test ne soit prêt pour une utilisation commerciale. L'équipe de Quake s'efforce de confirmer que les résultats des femmes afro-américaines sont également valables dans d'autres groupes. Des collaborateurs, dont certains des cofondateurs d'Akna, collectent actuellement des échantillons de sang de 1 000 femmes enceintes.
Nous espérons que cela va sauver beaucoup de vies, dit Quake. C'est vraiment ce que nous visons. Mais ce n'est que le début de l'histoire... C'est une région très fertile, sans jeu de mots.
Bonnie Rochman est une rédactrice spécialisée dans la santé et la science basée à Seattle et l'auteur de La machine à gènes.