Serca małych pacjentów w trzech wymiarach. Nowa mapa przewodnictwa zmienia leczenie wad wrodzonych

Serce to nie tylko pompa, ale też precyzyjnie zaprogramowany układ elektryczny. Co się dzieje, gdy jego przewody od urodzenia są ułożone inaczej niż u zdrowego człowieka? Naukowcy z University College London oraz Europejskiego Synchrotronu ESRF postanowili zajrzeć tam, gdzie nie sięga żaden rezonans magnetyczny. Efektem jest pierwsza trójwymiarowa mapa przewodnictwa elektrycznego w tetralogii Fallota – jednej z najczęstszych wad wrodzonych serca.

Dlaczego serce pacjentów z tetralogią Fallota bije nierówno?

→ Czytaj też: Lek na alzheimera usuwa beta-amyloid i blokuje tau na lata. Jak to działa?

Tetralogia Fallota to złożona wada obejmująca cztery anomalie anatomiczne. Dzięki operacjom kardiochirurgicznym większość dzieci przeżywa i prowadzi normalne życie. Problem pojawia się później. U wielu pacjentów, nawet po udanej naprawie wady, rozwijają się zaburzenia przewodnictwa, które mogą prowadzić do groźnych arytmii. Dotąd lekarze nie do końca rozumieli ich przyczynę.

Zespół pod kierunkiem badaczy z UCL i ESRF wykorzystał niezwykle silne promieniowanie synchrotronowe, by stworzyć szczegółowy obraz mikrostruktury serca. Dzięki trójwymiarowej rekonstrukcji naukowcy po raz pierwszy zobaczyli, jak w przypadku tetralogii Fallota przebiega układ włókien odpowiedzialnych za przekazywanie impulsów elektrycznych.

Co ujawniła trójwymiarowa mapa przewodnictwa?

→ Czytaj też: 99% eksperymentalnych leków na Alzheimera zawodzi. AI może odwrócić ten trend?

Okazało się, że u pacjentów z tą wadą anatomiczne elementy układu bodźcotwórczo-przewodzącego – na przykład pęczek Hisa – biegną innymi drogami niż u osób zdrowych. Te odmienności są subtelne, ale krytyczne. W niektórych miejscach dochodzi do spowolnienia przewodzenia sygnałów, co sprzyja powstawaniu arytmii. Badanie wykazało również, że same zabiegi operacyjne mogą nieumyślnie naruszać te newralgiczne struktury, pogłębiając problem.

„Odkryliśmy, że sposób, w jaki tkanka przewodząca jest rozmieszczona w sercu, różni się u każdego pacjenta. To tłumaczy, dlaczego niektórzy po operacji czują się doskonale, a inni zmagają się z zaburzeniami rytmu” – komentują autorzy badania opublikowanego w czasopiśmie Journal of Cachexia, Sarcopenia and Muscle.

Od mapy do sali operacyjnej – jak to zmieni leczenie?

Trójwymiarowa mapa ma nie tylko wartość poznawczą. Może bezpośrednio wpłynąć na praktykę kliniczną. Dziś chirurdzy podczas operacji kierują się standardowymi atlasami anatomicznymi, które nie uwzględniają indywidualnych różnic w przebiegu układu przewodzącego. W przyszłości możliwe będzie wykonanie przedoperacyjnego obrazowania 3D konkretnego pacjenta i zaplanowanie cięć tak, by ominąć newralgiczne włókna.

To podejście wpisuje się w szerszy trend medycyny personalizowanej. Już teraz w niektórych ośrodkach stosuje się mapowanie elektroanatomiczne serca podczas zabiegów ablacji. Nowe odkrycie dostarcza jednak wiedzy, której do tej pory brakowało – precyzyjnego opisu mikroarchitektury tkanki przewodzącej w konkretnej wadzie wrodzonej.

Co dalej? Kolejne wady czekają na swoją mapę

Naukowcy z UCL zapowiadają, że to dopiero początek. Chcą w analogiczny sposób zbadać inne wrodzone wady serca, takie jak ubytek w przegrodzie międzykomorowej czy przełożenie wielkich pni tętniczych. Każda z nich może mieć swoją unikalną „sygnaturę” przewodnictwa. Im więcej takich map powstanie, tym bezpieczniejsze staną się operacje kardiochirurgiczne u najmłodszych pacjentów.

Dla rodziców dzieci z tetralogią Fallota oznacza to konkretną nadzieję: że skomplikowane zabiegi będą w przyszłości mniej inwazyjne, a ryzyko powikłań w postaci arytmii znacząco spadnie. Trójwymiarowa mapa serca dowodzi, że czasem, by zrozumieć chorobę, trzeba spojrzeć na nią z zupełnie nowej perspektywy.