НОВОСТИ. Лента научномедицинских новостей
Сердечные волнения смоделировали для лечения — Journal of Applied Physics

Фибрилляция предсердий встречается более чем у 1% населения и относится к наиболее распространенным сердечно-сосудистым заболеваниям. Работа сердца — последовательная череда сокращений, которые вызывают волны возбуждения по всей сердечной ткани. Фибрилляция (разрастание соединительной ткани с появлением рубцовых изменений) препятствует повторному прохождению спиральной волны. Ученые МФТИ изучили новый подход к моделированию фиброзной ткани предсердий, учитывающий клеточное строение и проводимость в зонах фиброза. Такая модель может стать инструментом для прогнозного моделирования и поиска цели абляции — разрушения очага аритмии. Работа опубликована в журнале Journal of Applied Physics.
Фибрилляция предсердий — болезнь довольно коварная и часто впервые диагностируется только после перенесенного инсульта. Относительная эффективность лечения составляет 50–80%, а сам процесс довольно болезнен — ведется изоляция легочных вен с помощью катетерной абляции (прижигания током). При этом частота рецидивов остается очень высокой (40–60%). Щадящего лечения не существует, а сам приступ можно прервать только срочным вмешательством с помощью дефибриллятора.
Уже сейчас снизить риски абляции возможно с помощью исследований поврежденных тканей, но, несмотря на обширную базу результатов компьютерных и животных моделей тканей сердца, данные о самом процессе до сих пор ограничены. Модель ученых молодежной лаборатории экспериментальной и клеточной медицины МФТИ воссоздает реалистичную текстуру тканей и показывает наличие проводящих путей. В данной работе ученые провели исследование нового подхода к моделированию фиброзной ткани, учитывающего клеточное строение.
«Основная проблема в определении пути лечения — сама текстура фиброза — количество очагов и их расположение у каждого пациента индивидуальны. Это как шрамы на теле, но, в отличие от кожи, сердечная ткань не способна к регенерации, и повреждения в течение жизни только накапливаются. Соответственно, каждому лечению нужен свой индивидуальный подход — необходима четкая картина повреждений, чтобы провести операцию на предсердии и снизить вероятность потенциальных аритмий. Наша разработка позволяет создать виртуальную модель с помощью сканирования, что дает возможность изучить механизмы, которые приводят к фибрилляции каждого пациента и создать наглядную базу для принятия возможных решений», — рассказал об исследовании Михаил Слотвицкий, сотрудник лаборатории экспериментальной и клеточной медицины МФТИ.
Исследование выявило зависимость между формой потенциала действия клеток, их расположением в ткани и направлением распространения волны. Волновой фронт, полученный в модели, создает динамическую неоднородность ткани, что влияет на миграцию и закрепление спиральных волн и объясняет образование повреждений в ткани сердца. Модель описывает отдельно каждую клетку сердца и их соединение, создавая настоящую виртуальную ткань.
Условия возникновения фиброза исследовались на культурах клеток и компьютерных моделях. Считается, что основным фактором возникновения и поддержания реентри-активности является наличие в ткани непроводящих участков — до 70% фиброзных тканей, однако на практике количество фиброзной ткани в дебюте значительно меньше.
«Для изучения хода болезни врачи могут изымать у пациента ушко предсердий, которое не оказывает влияния на их работу, но позволяет воссоздать общую картину. В своих исследованиях мы использовали подобный операционный материал. Благодаря им наша модель научилась воспроизводить сами клетки и при помощи искусственного интеллекта строить сетку, которая воспроизводит их форму. Теперь с помощью MРТ мы сможем получить расположение и количество областей, где кардиомиоциты (рабочие клетки сердца) замещены соединительной тканью, и дальше на виртуальной копии проводить функциональные эксперименты — запускать волну возбуждения и наблюдать, как она распространяется и какие очаги аритмии вызывает. К сожалению, подобного рода болезни можно лечить только путем выжигания, это уничтожает проводящий путь возникновения аритмии, но наращивает пораженные ткани. При операции необходимо минимизировать эти потери, для чего и предназначена наша модель», — прокомментировала исследование Валерия Цвелая, заведующая лабораторией экспериментальной и клеточной медицины МФТИ.
Работа выполнена при поддержке программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030» и Министерства науки и высшего образования Российской Федерации. Разработка модели ведется также при поддержке нового биотехнологического центра ГБОУ ВО АГНИ, ПИШ ИТМО и компании ПАО «ТАТНЕФТЬ». Лаборатория отдельно благодарит Константина Агладзе, создателя лаборатории и ее научного наставника, который начинал это исследование и теперь успешно вывел его на новый уровень.

Читайте также

Впервые в мире китайские ученые успешно пересадили генетически модифицированную свиную печень пациенту с констатированной смертью мозга...


По мере повышения спроса на услуги генетического тестирования среди пациентов онкологического профиля врачам и исследователям удается выявлять новые генетические...


Пациенты принимают участие в исследовании, которое, как надеются ученые, в конечном итоге даст миру новый метод лечения ревматоидного артрита...


Исследователи из Клиники «Бригем энд уименс» и Гарвардской Медицинской школы обнаружили, что генерализованные эпилептические приступы связаны с определенной...


Израильские исследователи из Тель-Авивского университета добились значительного прогресса в лечении опухолей головы и шеи, используя технологию редактирования...


Медицинский университет Гуанси в Китае сделал собственное открытие, полученное опытным путем. Исследователи создали генно-модифицированный вирус...


Исследователи впервые обнаружили соединение, которое помогает восстановить полный двигательный контроль после инсульта - способность...


В семействе бактерий, обитающих в почве и микробиоме кишечника человека, обнаружен ранее неизвестный белок, который может помочь в доставке лекарств для лечения рака...


Недавно разработанный лабораторный инструмент может в течение нескольких часов помочь определить специфические вирусы, которые можно использовать для ...


Крепкие десны — блестящий ум! Исследования показывают, что болезни десен имеют более серьезные последствия, чем мы думали. Подробнее об этом рассказала стоматолог...





САМЫЕ ЧИТАЕМЫЕ СТАТЬИ
-
Нормы роста и веса детей – данные ВОЗ
-
Зеленые выделения из влагалища: причины и лечение
- Анатомо-физиологические особенности дыхательной системы у детей
-
Насморк с кровью: причины симптома и способы лечения
- Анатомо-физиологические особенности сердечно-сосудистой системы у детей
- Анатомо-физиологические особенности пищеварительной системы у детей
- Анатомо-физиологические особенности мочевыделительной системы у детей
- Сравнительная характеристика параметров функции внешнего дыхания (обзор литературы)
- Современные представления о норме и патологических отклонениях размеров восходящей аорты при приобретенных пороках сердца
- Анатомо-физиологические особенности детей
- Анатомо-физиологические особенности костно-мышечной системы у детей
- Паллиативная химиотерапия рака: основные понятия и особенности (oбзор литературы)
-
Что можно и что нельзя делать после удаления аппендицита
-
Увеличенные яичники: симптомы, причины и лечение
-
О чем говорит головная боль за ухом? Причины, симптомы и лечение
-
Характер мужчины проявляется в выборе позы для секса
-
Армянская ассоциация медицинского туризма (ААМТ)
-
Желтые выделения из влагалища: причины и лечение
-
Рвота у ребенка без температуры: возможные причины
- Применение летрозола для стимуляции овуляции
-
Новейшие достижения онкологии в МЦ «Наири»: интервью с Артемом Степаняном. nairimed.com
-
Как снизить риск инсульта. erebunimed.com
- Врожденные аномалии и пороки развития
-
КАТИОНОРМ – представитель нового поколения искусственных слез для симптоматической терапии синдрома “сухого глаза”
-
Арам Бадалян: Родинку трогать нельзя?
- Применение противоспаечных средств в профилактике спаечной болезни живота (oбзор литературы)
-
Вздутие живота при месячных: 7 способов справиться с неприятным ощущением
-
Как избавиться от лямблий — 25 эффективных рецептов народной медицины
-
Онкология является самой быстроразвивающейся отраслью медицины: интервью с Левоном Бадаляном
-
Компресс при ангине: будет ли полезным прогревание горла?
-
Лечение марганцовкой
- Некоторые новые подходы к системной терапии метипредом больных ревматоидным артритом
- Медицинские информационные системы.Информационная система для интегрального фармацевтического и здравоохранного мониторинга
-
Фармацевтическая опека
- Подходы к оперативному лечению костно-хрящевых экзостозов
- Повреждения при родах
-
Курение марихуаны влияет на потенцию
- Инциденталома надпочечников
-
Почему противозачаточные увеличивают грудь?
- Применение индинола и эпигаллата при аденомиозе