Skip to main content
European Commission logo
polski polski
CORDIS - Wyniki badań wspieranych przez UE
CORDIS
CORDIS Web 30th anniversary CORDIS Web 30th anniversary

Novel Imaging of the heart for new structural and metabolic diagnosis

Article Category

Article available in the following languages:

Nieniszczące obrazowanie 3D pomaga ratować chore serca

Każdego roku w samej tylko Europie na choroby układu krążenia umierają ponad 4 miliony ludzi. Niemal 80 % przypadków chorób układu krążenia można zapobiec, wymaga to jednak zastosowania nowoczesnych technik, które przyspieszają diagnozę i umożliwiają podjęcie właściwego leczenia.

Obecnie diagnostyka chorób układu krążenia (ang. cardiovascular disease, CVD) polega na badaniu makroskopowym serca i jego funkcji oraz oznaczeniu w całym ciele markerów zaburzeń metabolicznych. W rezultacie 20 % pacjentów otrzymuje błędną diagnozę, a u 60 % pacjentów w podeszłym wieku choroba układu krążenia pozostaje niezdiagnozowana.

Badanie mikroanatomii serca oraz metabolizmu

Badacze z projektu ANATOMY-FOUND, realizowanego przy wsparciu programu „Maria Skłodowska-Curie”, zaproponowali zbadanie zdarzeń sercowo-naczyniowych, które poprzedzają wystąpienie makropatologii, będących zwykle podstawą do postawienia diagnozy. Klinicyści potrzebują do tego celu specyficznych, nieinwazyjnych technik obrazowania umożliwiających badania mikroskopowe serca i jego metabolizmu oraz skorelowanie wyników z funkcją serca. „Wczesne procesy występujące w przebiegu choroby układu krążenia często rozpoczynają się w komórkach serca, by z czasem objąć cały narząd. Dlatego potrzebne są nowe technologie 3D polegające na mikroskopowym badaniu serca w wysokiej rozdzielczości oraz specyficznej dla narządu ocenie miejscowych przemian metabolicznych”, tłumaczy stypendysta programu „Maria Skłodowska-Curie”, Robert Stanley Stephenson. Aby móc prowadzić badania mikroskopowe serca, badacze zastosowali technikę wzmocnionej kontrastem mikrotomografii rentgenowskiej – metodę ex vivo, w której wykorzystuje się kontrast jodowy. Pomaga ono uwidocznić tkankę tłuszczową, mięsień, układ przewodzący i tkankę łączną w rozdzielczości przestrzennej bliskiej pojedynczej komórce. Dzięki takiemu podejściu badacze po raz pierwszy zaobserwowali trójwymiarowy system przewodzący serca w zdrowym i zmienionym wskutek wad wrodzonych sercu ludzkim. Zbadali ponadto ułożenie łańcuchów miocytów, wykorzystując mikrotomografię rentgenowską w połączeniu z obrazowaniem tensora dyfuzji (DT-MRI), wykazując przy tym, że w chorym sercu położenie miocytów ulega zmianie. Dane otrzymane w wyniku skanowania pokazały, że głównym czynnikiem przyczyniającym się do zmiany struktury serca, a więc i pracy pompy, nie są zmiany ułożenia łańcucha miocytów, lecz zmiana ułożenia agregatów miocytów. Dzięki wykorzystaniu techniki obrazowania metabolicznego in vivo z użyciem znakowanego izotopowo pirogronianu badacze wskazali również na ograniczony aerobowy potencjał metaboliczny ze współistniejącą zmianą stanu metabolicznego na niekorzystny stan anaerobowy w sercach objętych chorobą. Co ciekawe ta zmiana była powiązana z obszernym przemodelowaniem morfologicznym.

Wpływ projektu ANATOMY-FOUND

Nowe, technologicznie zaawansowane, nieniszczące metody obrazowania w 3D i 4D pozwoliły badaczom z projektu ANATOMY-FOUND na skuteczne zbadanie mikrostruktury i funkcji serca zdrowego oraz objętego chorobą. Te wyniki przyczyniają się do dokładniejszego zrozumienia pracy układu przewodzącego serca i procesów jego przemodelowania w przypadku wrodzonych wad serca. Zważywszy, że układ przewodzący serca działa jak jego biologiczny rozrusznik, ważne jest, aby klinicyści nie uszkadzali tych komórek w trakcie operacji czy interwencji. Dzięki opracowaniu dokładnego trójwymiarowego modelu układu przewodzącego serca badacze mają nadzieję wpłynąć na zwiększenie bezpieczeństwa procedur chirurgicznych. W tym celu partnerzy projektu stworzyli metodą druku 3D pierwsze serca o transparentnym, elastycznym miokardium, aby zilustrować układ przewodzący serca w kolorze. Takie podejście pomoże w planowaniu operacji oraz powinno ograniczyć śmiertelność i zachorowalność pacjentów z wrodzonymi wadami serca. Badacze ustalili również, że zaburzenia metabolizmu mogą mieć związek z przemodelowaniem serca i manifestować się jako zaburzenie pracy pompy oraz niewydolność serca. Technika obrazowania metabolicznego in vivo, wykorzystana w projekcie ANATOMY-FOUND, ma duży potencjał jako narzędzie do szybkiej diagnostyki CVD i ma szansę stać się standardową techniką obrazowania, stosowaną w codziennej praktyce klinicznej. Badacz Michael Pedersen podkreśla, że „projekt ANATOMY-FOUND otwiera nowe możliwości diagnostyki chorób serca, doskonalsze od tradycyjnych metod morfologicznych”. Ponadto zdolność do identyfikacji zmian miejscowych w sercu dodatkowo toruje drogę dla przyszłych terapii celowanych.

Słowa kluczowe

ANATOMY-FOUND, choroba układu krążenia (CVD), układ przewodzący serca, budowa mikroskopowa, miocyt, przemodelowanie, obrazowanie tensora dyfuzji (DT-MRI), wzmocniona kontrastem mikrotomografia rentgenowska

Znajdź inne artykuły w tej samej dziedzinie zastosowania