*** ENGLISH BELOW***

Esta mañana se han presentado en CosmoCaixa Barcelona  los primeros resultados del proyecto CaixaResearch Placenta Artificial, el primer proyecto experimental en modelo animal de placenta artificial en Europa. Esta investigación puntera y transformadora cuenta con el impulso de la Fundación ”la Caixa” y está liderada por el doctor Eduard Gratacós desde BCNatal, un centro de referencia internacional en medicina fetal del Hospital Clínic de Barcelona y del Hospital Sant Joan de Déu. 

El objetivo es reproducir y prolongar las condiciones fisiológicas del útero materno para permitir el correcto desarrollo de los órganos de los recién nacidos de seis meses o menos, de modo que aumenten sus posibilidades de supervivencia y se minimicen las secuelas que sufren muchos de estos neonatos, lo que promoverá un cambio de paradigma en el tratamiento de los prematuros extremos.

Una solución disruptiva para salvar la vida de recién nacidos prematuros

Aunque más del 90 % de los embarazos llegan a término con normalidad, la vida fetal sigue siendo una de las fases de mayor riesgo para el ser humano. Uno de los principales problemas no resueltos aún es la prematuridad extrema (seis meses o menos), una casuística que afecta a 25.000 familias cada año solo en Europa. La supervivencia de prematuros extremos, incluso en unidades de excelencia, es baja (del 25 al 75 %), y una proporción relevante de los supervivientes presentan secuelas. 

Antes de los seis meses de embarazo, los pulmones, los intestinos y el cerebro del feto están poco desarrollados y no se encuentran preparados para funcionar de forma correcta. Un recién nacido prematuro extremo es, en realidad, un feto que debe sobrevivir en un entorno muy antinatural. Con menos de 1.000 gramos de peso, estos recién nacidos precisan soporte respiratorio y alimentación por vía intravenosa para poder mantenerse con vida, pero esto puede provocar complicaciones y tener un impacto en su vida futura. Por esa razón, la placenta artificial puede ser una solución que mejore la calidad de vida de estos neonatos. 

Un equipo con carácter multidisciplinar

El grupo de investigación liderado por el doctor Gratacós tiene un carácter fuertemente interdisciplinar y cuenta con la participación directa en el proyecto de más 35 investigadores de diferentes disciplinas (varias especialidades de medicina, biología, ingeniería, enfermería) y la colaboración de otros 35 profesionales. Además, el proyecto dispone de varios comités supervisores que integran a expertos en otros ámbitos (en derechos reproductivos y bioética, entre otros), y a madres y padres de niños prematuros. 

Aparte del proyecto CaixaResearch Placenta Artificial, en este momento solo existen cuatro grupos más en el mundo (Filadelfia y Michigan, en Estados Unidos; un consorcio Australia-Japón, y Toronto, en Canadá) que han desarrollado modelos experimentales con avances significativos en los últimos años. 

Los primeros resultados

A lo largo de los primeros dos años y medio de trabajo, el equipo liderado por el doctor Eduard Gratacós en BCNatal ha desarrollado un primer prototipo integrado de placenta artificial que ha ido aumentando las horas de supervivencia de forma exponencial hasta llegar a los 12 días en buenas condiciones fetales. 

Para crear un medio en el que un neonato muy prematuro pueda vivir de forma lo más natural y lo más parecida al útero posible, el primer prototipo desarrollado incluye un entorno protegido compuesto por un contenedor translúcido fabricado en material biocompatible y conectado a un sistema de circulación de líquido amniótico que permite mantener al feto en un entorno líquido aislado de los estímulos exteriores, pero accesible para realizar controles ecográficos y permitir la monitorización continua del feto. 

Otro de los grandes avances logrados hasta ahora ha sido la creación de un sistema de circulación extracorpórea, compuesto por una membrana oxigenadora y un sistema de piezas (tubuladuras) específicamente diseñadas para facilitar la circulación sanguínea y su oxigenación, que simula lo que se produce de manera natural en la vida intrauterina gracias a la placenta materna y el cordón umbilical. 

El equipo interdisciplinar del proyecto ha trabajado también en la creación de un sistema de monitorización no invasivo en tiempo real que permite mantener una vigilancia permanente de forma remota para poder tener un control intensivo del estado y desarrollo del feto por parte del equipo médico. Asimismo, se han diseñado protocolos propios de soporte médico que incluyen la administración de nutrición, hormonas y otras medicaciones, y que prevén los posibles escenarios clínicos y las actuaciones médicas necesarias para revertirlos. 

En palabras del Dr. Gratacós: «Este es uno de los proyectos de investigación más disruptivos y singulares que se pueden realizar hoy en medicina fetal. Solo disponer de una plataforma experimental como la que se va a construir ya permitirá investigaciones paralelas de gran importancia para entender el desarrollo fetal normal y anormal. Esto ampliará la capacidad de atraer inversión para I+D+i en Barcelona, Cataluña y España, y una nueva generación de técnicas y procedimientos que revolucionarán la medicina fetal y neonatal actuales».

Los buenos resultados obtenidos por el proyecto se presentarán a la comunidad médica en el Congreso Mundial de Medicina Fetal que se celebrará en Valencia del 25 al 29 de junio de este año, donde habrá una sesión específica sobre placenta artificial. 

Una segunda fase de validación experimental para acercarse a la clínica

Hasta ahora, mediante el uso de un modelo animal ovino, el equipo ha diseñado y descrito las técnicas quirúrgicas y los protocolos necesarios para realizar una transición sin incidentes desde el útero hasta un sistema de placenta artificial, y ha conseguido realizar con éxito todas las transiciones de los últimos 12 meses. 

Tras el análisis y la evaluación por parte de un panel de expertos de cinco países, con reconocido prestigio internacional en medicina fetal y neonatal, el proyecto CaixaResearch Placenta Artificial inicia ahora una segunda fase (2023-2026) en la que contará de nuevo con el apoyo de la Fundación ”la Caixa”, la cual ha impulsado el proyecto con 4,3 millones de euros más, que se suman a los 3,35 millones ya otorgados para la primera fase que ahora finaliza. 

«Actualmente para las familias de los prematuros extremos, un momento que debería ser de máxima felicidad se convierte en un periplo lleno de incertidumbre y angustia. Compartimos con BCNatal, el Hospital Sant Joan de Déu y el Hospital Clínic Barcelona una gran ilusión por avanzar con este proyecto para lograr una solución que contribuya a salvar vidas y a disminuir las graves secuelas en el desarrollo que presentan algunos de estos neonatos», explica Antonio Vila Bertrán, director general de la Fundación ”la Caixa”.

En esta segunda fase, uno de los nuevos hitos que se espera alcanzar durante 2024 es ampliar el tiempo de supervivencia de los actuales 12 días a más de 3 semanas. Para ello, el equipo del proyecto centrará sus esfuerzos en una mejora tecnológica, en colaboración con la industria, que permita optimizar los dispositivos médicos utilizados, como las cánulas o las membranas oxigenadoras. 

Además, en estos años el proyecto debe diseñar y describir los protocolos necesarios para la transición a la vida neonatal; es decir, el nacimiento del feto desde la placenta artificial a la vida extrauterina, de forma que empiece a usar sus pulmones como cualquier recién nacido. El equipo también realizará experimentos en otro modelo animal grande como es el porcino para poder demostrar la capacidad de transferir el sistema a otras especies, evaluará los efectos a largo plazo sobre el desarrollo cerebral, cardíaco, pulmonar y metabólico y realizará todos los preparativos (éticos y legales) para que pueda ser aprobado un primer estudio clínico en el contexto de terapia en uso compasivo.

Sobre BCNatal y la Fundación ”la Caixa”

BCNatal es un centro conjunto en el marco de la Agrupación Sanitaria Sant Joan de Déu – Hospital Clínic Barcelona. Con casi 7.000 partos y entre 100 y 120 cirugías fetales al año, y con 600 profesionales sanitarios y casi 100 de ellos dedicados a I+D+i, BCNatal es una de las mayores áreas clínicas materno-fetales y neonatales de Europa. Se trata de un centro pionero en clínica y en investigación en cirugía fetal cuyos especialistas han desarrollado y realizado por primera vez en el mundo algunas de las técnicas actuales de cirugía fetal. El centro recibe médicos de los cinco continentes para formación especializada y se encuentra entre los de mayor producción científica internacional en su campo. 

BCNatal ha liderado grandes proyectos de investigación en medicina y cirugía fetal, y cuenta con una gran experiencia en la colaboración interdisciplinaria con centros de excelencia en biotecnología, por lo que dispone de la experiencia y la masa crítica necesarias para desarrollar un proyecto tan ambicioso como el presentado. 

 

*****************

The CaixaResearch Artificial Placenta project achieves foetal survival of 12 days in good health

Institutions today presented the results of the first phase in the CaixaResearch Artificial Placenta project, the first experimental project on artificial placenta with animal model in Europe. This cutting-edge and transformative research is supported by the «la Caixa» Foundation and is led by Dr Eduard Gratacós from BCNatal, a clinical and research centre in foetal and neonatal medicine of international standing attached to Hospital Clínic de Barcelona and Hospital Sant Joan de Déu.

The aim of the artificial placenta system designed under the project is to reproduce and prolong the physiological conditions of the maternal womb to enable the correct development of the organs of neonates born at six months or less, increasing their chances of survival and minimising the sequelae that affect many of these newborns, driving a paradigm shift in the treatment of extremely premature infants.

A disruptive solution to save the lives of premature newborns

Although more than 90% of pregnancies are carried to term normally, foetal life remains one of the most high-risk phases for humans. One of the main unresolved problems is still extreme prematurity (six months or less), which affects 25,000 families every year in Europe alone. The survival of extreme preterm infants, even in excellent health units, is low (25-75%), and a significant proportion of survivors present sequelae. 

This is because, prior to the sixth month of pregnancy, the lungs, intestines and brain of the foetus are underdeveloped and not ready to function properly. An extremely premature newborn is, in fact, a foetus that must survive in a very unnatural environment. Weighing less than 1,000 grams, these neonates require respiratory support and intravenous feeding to keep them alive, but this can lead to complications and have an impact on their future life. Artificial placenta can provide a solution that improves the quality of life of these newborns. 

The excellent results produced by the project will be presented to the medical community at the World Congress in Fetal Medicine, which will take place in Valencia on June 25-29 and will include a session specifically devoted to artificial placenta. 

A multidisciplinary team

The research group led by Dr Gratacós is strongly interdisciplinary in nature, with more than 35 researchers from different specialties in medicine, biology, engineering, nursing and so on taking part directly and a further 35 providing collaboration. The project is also assisted by several supervisory committees which include experts in other fields (reproductive rights and bioethics, among others), and parents of premature children.

Apart from the team working on the CaixaResearch Artificial Placenta project, there are only four similar groups in the world at present (in Philadelphia and Michigan in the United States, an Australia-Japanese consortium, and in Toronto. Canada) that have developed experimental models that have made significant advances in recent years. 

The first results

Over the first two and a half years of the project, the team led by Dr Eduard Gratacós at developed a first integrated artificial placenta prototype which has increased the hours of survival exponentially to reach 12 days with good foetal health. This is the first major milestone in this enormously complex scientific project promoted by ”la Caixa” Foundation and aimed at increasing the survival and reducing the serious sequelae suffered by babies born at six months or less, considered extremely premature infants.

To create an environment in which a very premature neonate can live as naturally and as near to being in the womb as possible, the first prototype developed includes a protected environment consisting of a translucent container made of biocompatible material and connected to an amniotic fluid circulation system that maintains the foetus in a liquid environment isolated from external stimuli but accessible for ultrasound controls and constant monitoring.

Another of the major advances achieved so far is the creation of an extracorporeal circulation system formed by an oxygenating membrane and a system made from parts (tubing) specifically designed to permit blood circulation and oxygenation, which simulates what occurs naturally in intrauterine life via maternal placenta and the umbilical cord. 

The interdisciplinary project team has also focused its work on developing a non-invasive real-time monitoring system that enables permanent remote monitoring to provide the medical team with intensive control of the state and development of the foetus. Medical support protocols have also been drawn up, including the administration of nutrition, hormones and other medications, providing for possible clinical scenarios and the medical actions necessary to reverse them. 

According to Dr Gratacós: “This is one of the most disruptive and singular research projects in foetal medicine today. Just to have an experimental platform like the one to be built will enable important parallel research to take place that will help us understand normal and abnormal foetal development. This will increase our capacity to attract investment for R&D&I in Barcelona, Catalonia and Spain, and will usher in a new generation of techniques and procedures that will revolutionise foetal and neonatal medicine as it stands today”.

Second experimental validation phase to prepare for the clinical phase 

To date, using an ovine animal model, the team has designed and described the surgical techniques and protocols necessary for a smooth transition from the uterus to an artificial placenta system, successfully completing all transitions in the last 12 months. 

After analysis and evaluation by a panel of experts from five countries with recognised international prestige in foetal and neonatal medicine, the CaixaResearch Artificial Placenta project now enters a second phase (2023-2026). This second phase will also receive support from ”la Caixa” Foundation, which will inject a further 4.3 million euros after the 3.35 million for the first stage, now drawing to a close.

“At present, for the families of extremely premature babies, a time that should be full of joy becomes a journey full of uncertainty and anguish. With BCNatal, Hospital Sant Joan de Déu and Hospital Clínic Barcelona we share enormous enthusiasm to move forward with this project and achieve a solution that will help save lives and reduce the severe developmental sequelae that affect some of these newborns. We hope to provide them with a better quality of life and to give greater peace of mind to their families”, says Antonio Vila Bertrán, CEO of the ”la Caixa” Foundation.

During this second phase, one of the new milestones the team hopes to achieve in 2024 is to extend survival time from the present 12 days to more than 3 weeks. To this end, in cooperation with the industry, the project will focus on technological improvements aimed at optimising the medical equipment used, such as cannulae and oxygenating membranes.

The project team will also aim to design and describe the protocols necessary for the transition to neonatal life, that is, the birth of the foetus from the artificial placenta to extrauterine life, so that it begins to use its lungs like any other newborn. Experiments will also be conducted on another large animal model such as the pig in order in order to demonstrate the transferability of the system to other species, evaluate the long-term effects on brain, cardiac, lung and metabolic development, and make all ethical and legal preparations so that a first clinical study can be approved in the context of compassionate use treatment.

BCNatal and ”la Caixa” Foundation

BCNatal is a joint centre that forms part of the Sant Joan de Déu-Hospital Clínic Barcelona Health Consortium. With almost 7,000 deliveries and between 100 and 120 foetal surgeries per year, and 600 healthcare workers, nearly 100 of them devoted to R&D&I, it is one of the largest maternal-foetal and neonatal clinical facilities in Europe. BCNatal is a pioneering clinical and research centre devoted to foetal surgery whose specialists developed some of the techniques currently used in foetal surgery, performing them for the first time in the world. The centre, which welcomes doctors from the five continents to receive specialised training, is among those with the highest international scientific output in its field. 

BCNatal has led major research projects in foetal medicine and surgery, and has great experience in interdisciplinary collaboration with centres of excellence in the field of biotechnology. As a result, the centre has accumulated the necessary know-how and critical mass to develop a project as ambitious as the one presented here.

For further information, click here.