Un coeur virtuel nous permet de mieux comprendre les maladies cardiaques
La recherche scientifique dévoile constamment de nombreux exploits: le plus récent, mis au point à l'aide de la technologie de pointe, est un coeur virtuel avec la capacité de révéler de nouvelles informations sur une des conditions cardiaques les plus courantes au monde. Les chercheurs de la Faculté de physique et d'astronomie basée à l'université de Manchester ont élaboré un modèle computationnel avancé d'un coeur de mouton anatomiquement correct. Il a été fait à l'aide de tranches très fines de coeur en les reproduisant en 2D, et ensuite à l'aide d'un programme informatique qui les a transformées en modèle 3D. La reconstruction inclue des détails de la structure fibreuse complexe du tissu, et la segmentation des cavités supérieures du coeur dans les différentes régions auriculaires connues. Des modèles unicellulaires qui prennent en compte des informations sur l'activité électrique dans différentes parties auriculaires de la région du coeur ont été par la suite incorporés dans le modèle. Le coeur virtuel a ensuite été utilisé pour explorer la condition de fibrillation atriale (FA). Le professeur Henggui Zhang, qui a mené la recherche, explique la raison pour laquelle ils voulaient étudier la FA: «La fibrillation atriale (FA) affecte approximativement 1,5% de la population mondiale. Au Royaume-Uni, plus de 500 000 patients ont été diagnostiqués avec cette condition qui provoque un taux cardiaque irrégulier. Il est également responsable de l'augmentation du risque et de la sévérité des attaques cardiaques. Malgré sa prédominance, nous connaissons très peu de choses sur les causes de la FA. Nous espérions que notre modèle nous permettrait de comprendre les mécanismes de cette condition afin de créer, à terme, de meilleurs traitements.» La FA survient lorsque des impulsions électriques anormales commencent soudainement à attaquer les cavités supérieures du coeur. Ces impulsions l'emportent sur le stimulateur cardiaque naturel, qui ne peut plus contrôler le rythme du coeur. Cela désynchronise la contraction musculaire cardiaque et réduit l'efficacité et la performance du coeur. Le professeur Zhang et son équipe se sont concentrés sur l'examen des causes de la FA; ils ont simulé des ondes électriques irrégulières en passant à travers la veine et le tissu auriculaire environnant. Par la suite, ils ont étudié l'impact de ce fait sur le reste du coeur. Ils en ont conclu que les différences régionales au niveau de l'activité électrique à travers le tissu cardiaque, appelée l'hétérogénéité électrique, est la clé pour l'initiation de la FA. La plus grande différence électrique était entre la veine pulmonaire et l'oreillette gauche, qui pourrait expliquer pourquoi la région de la veine pulmonaire est une source courante de battements cardiaques irréguliers. Le professeur Zhang d'ajouter: «L'étude a, pour la première fois, identifié le rôle individuel de l'hétérogénéité électrique et la structure fibreuse sur l'initiation et le développement de la FA. Il n'a pas été possible avant d'étudier la contribution des deux séparément, mais à l'aide de notre modèle computationnel nous avons pu voir clairement que l'hétérogénéité électrique et la structure fibreuse doivent être prises en compte lorsque les stratégies de traitement pour la FA sont élaborées.» Le prochain pas pour le professeur Zhang et son équipe est de trouver un moyen de viser la conduction électrique dans des régions spécifiques du coeur afin de mieux se protéger contre la FA. Ils veulent également utiliser leur coeur virtuel pour parvenir à comprendre plus profondément la FA et appliquer leurs résultats au développement de traitements plus efficaces. Et au professeur Zhang de conclure: «Nous sommes réjouis du potentiel que notre coeur virtuel ouvre à la recherche sur cet organe incroyablement complexe. En regroupant physique et biologie, nous espérons apporter une réponse à des questions liées à la fibrillation atriale - une condition qui devient de plus en plus courante à mesure que la durée de vie se prolonge.»Pour de plus amples informations, consulter: L'Université de Manchester http://www.manchester.ac.uk/
Pays
Royaume-Uni