Hypothermic treatment alters the metabolic profile of newborns, mimicking or masking an inherited metabolic disorder: findings from a monocentric study

Elke pasgeboren baby krijgt een klein prikje in de hiel om een paar druppels bloed te verzamelen. Dit monster wordt op een speciale kaart geplaatst en naar een laboratorium gestuurd, waar wetenschappers het scannen op tekenen van zeldzame, erfelijke metabole stoornissen. Dit zijn aandoeningen waarbij het lichaam niet in staat is om voedsel goed af te breken of bepaalde chemicaliën op een juiste manier te verwerken, en het vroegtijdig oppikken hiervan is essentieel voor de gezondheid van een kind. Voor baby's die geboren zijn met een specifiek type hersenletsel veroorzaakt door een gebrek aan zuurstof tijdens de geboorte, gebruiken artsen een andere vorm van behandeling. Ze koelen het lichaam van de baby enkele dagen lang af om de hersenen te beschermen tegen verdere schade. Dit proces, bekend als therapeutische hypothermie, is een standaard en levensreddende procedure. Er heeft zich echter een cruciale vraag gesteld: verandert deze koelbehandeling de chemische samenstelling van het bloed van de baby op een manier die de screeningsmethode in verwarring brengt? Als de kou de niveaus van de chemicaliën die artsen controleren verandert, kan de test een gezonde baby onterecht als ziek markeren, of erger nog, een baby die daadwerkelijk een aandoening heeft missen.

Een team van onderzoekers in Italië zette zich in om deze vraag te beantwoorden door direct naar het bloed van pasgeborenen te kijken die deze koelbehandeling hadden ondergaan. Ze vergeleken de bloedmonsters van zesënhalfentachtigeling baby's die hypothermie hadden ondergaan voor hersenletsel met een groep van zesënentachtig gezonde, vollere baby's die dat niet hadden ondergaan. Alle baby's waren geboren op een volledige termijn en wogen minstens 2.500 gram. De onderzoekers namen bloedmonsters van beide groepen tussen 48 en 72 uur na de geboorte, een standaardvenster voor de screening bij pasgeborenen. Ze gebruikten een zeer gevoelige machine om de niveaus van 57 verschillende chemicaliën in het bloed te meten, waaronder aminozuren, die de bouwstenen van eiwitten zijn, en acylcarnitines, die het lichaam helpen vet te verbranden voor energie.

De resultaten lieten zien dat de koelbehandeling de chemische landschappen van het bloed inderdaad veranderde. De onderzoekers vonden dat de niveaus van verschillende belangrijke stoffen significant verschilden bij de behandelde baby's vergeleken met de gezonde baby's. Specifiek daalde de hoeveelheid glutamaat, een chemische stof die fungeert als een boodschapper in de hersenen, scherp bij de baby's die gekoeld waren. Tegelijkertijd steeg het niveau van glycine, een andere hersenchemische stof, merkbaar. De behandeling veroorzaakte ook een afname in veel van de chemicaliën die het lichaam helpen bij het verwerken van vet, inclusief verschillende kortketenige en langketenige acylcarnitines. Daartegenover stegen de niveaus van een groep vetten genaamd fosfatidylcholines aanzienlijk in de behandelde groep. Deze veranderingen waren geen kleine schommelingen; voor sommige stoffen was het verschil zo groot dat het duidelijk opviel tegen de achtergrond van de normale variatie.

De onderzoekers legden uit dat deze verschuivingen logisch zijn wanneer men kijkt naar hoe de hersenen en het lichaam reageren op letsel en kou. Wanneer de hersenen worden beroofd van zuurstof, raken ze overprikkeld en overspoeld met bepaalde chemicaliën die cellen kunnen beschadigen. Het koelen van het lichaam helpt deze storm te kalmeren, waardoor de behoefte van de hersenen om deze chemicaliën te verbruiken afneemt, wat verklaart waarom de glutamaatniveaus in het bloed daalden. De stijging van glycine lijkt deel uit te maken van de poging van het lichaam om de hersenen te beschermen tegen deze overprikkeling. De veranderingen in de vetverwerkende chemicaliën suggeren dat de koelbehandeling het lichaam helpt terug te keren naar een efficiëntere manier van brandstof verbranden, waardoor de chaotische metabole staat die door het oorspronkelijke zuurstofgebrek werd veroorzaakt, wordt omgekeerd.

De belangrijkste les van dit onderzoek is niet alleen dat de niveaus veranderen, maar dat deze veranderingen kunnen leiden tot fouten in de diagnose. Als een baby een milde erfelijke stoornis heeft die een licht verhoogd niveau van een bepaalde chemische stof veroorzaakt, kan de koelbehandeling dat niveau nog verder verhogen, waardoor de screeningstest de baby als een ernstige stoornis markeert terwijl dat niet zo is. Aan de andere kant, als een baby een stoornis heeft die een laag niveau van een chemische stof veroorzaakt, kan de behandeling die niveaus nog verder verlagen, waardoor het probleem mogelijk volledig wordt verborgen. Omdat de standaard screeningstest meestal wordt uitgevoerd terwijl de baby nog steeds deze koelbehandeling ondergaat, zouden de resultaten misleidend kunnen zijn.

De auteurs van de studie stellen een praktische oplossing voor dit probleem voor. Ze bevelen aan dat voor elke baby die therapeutische hypothermie heeft ondergaan, een tweede bloedmonster moet worden genomen nadat de behandeling is voltooid. Dit zou artsen in staat stellen om het werkelijke metabole profiel van de baby te zien zodra het lichaam is teruggekeerd naar de normale temperatuur. Hoewel de studie beperkt was tot één enkel ziekenhuis en een specifieke groep baby's, zijn de bevindingen duidelijk genoeg om deze extra stap te rechtvaardigen. Door te wachten met het nemen van het definitieve monster, kunnen screeningsprogramma's valse alarmen voorkomen en ervoor zorgen dat geen baby met een echte metabole stoornis wordt gemist, wat een duidelijker beeld geeft van hun gezondheid terwijl ze hun leven beginnen.