Projektbeschreibung
Die Herztätigkeit durch Licht stimulieren
Herzinfarkte sind weltweit eine der Hauptursachen für Morbidität und Mortalität. Wissen darüber, wie veränderte Gewebearchitektur die elektrische Leitung des Herzens beeinflusst, ist entscheidend, um Therapien zur Behandlung von Herzrhythmusstörungen entwickeln zu können. Die gegenwärtig üblichen Weitfeld-Multiphotonen-Verfahren sind nur begrenzt einsetzbar, um die wichtigsten Merkmale der Reizleitung in einem dreidimensionalen Kontext untersuchen zu können. Das im Rahmen der Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen finanzierte Projekt Optoheart wird neuartige Bildgebungstechnik mit angewandten kardiovaskulären Pathophysiologie-Studien kombinieren, um die kardiale Reizleitung an Gewebegrenzflächen im intakten Herzen zu untersuchen. Das Projekt plant die Entwicklung einer neuen rein optischen Plattform, die der gleichzeitigen Messung und Stimulation der Herzaktivität in Echtzeit unter Einsatz maßgeschneiderter optischer Muster dienen soll.
Ziel
Myocardial infarction (MI) is a key risk factor for sudden cardiac death, a leading global cause of mortality. Understanding how altered tissue architecture in MI influences cardiac electrical conduction is crucial to develop therapies which treat abnormal heart rhythms (arrhythmias) clinically. Optical measurement of transmembrane voltage in cardiac muscle is a versatile, non-invasive tool to investigate myocardial conduction. However, the current techniques of wide-field and multiphoton imaging have individual limitations restricting their ability to study key features of conduction in a 3D framework. Furthermore, optogenetics cannot be easily implemented in imaging platforms due to spectral overlap with the activation of light-gated ion channels such as channelrhodopsin. Combining all 3 techniques will provide a platform to study electrical conduction within mammalian myocardium in a 3D context and will be capable of quantifying effects introduced by tissue heterogeneity such as vasculature and scar tissue.
The proposed project combines development of novel imaging technology with applied cardio-(patho)-physiology to study cardiac conduction at tissue interfaces in intact hearts with an innovative correlative approach. A new all-optical platform will be developed to simultaneously measure and stimulate cardiac activity, with the capability for real-time stimulation using custom optical patterns. Conduction will be mapped experimentally across structurally distinct regions and depths in healthy and MI hearts. This data will be correlated with underlying cytoarchitecture in the same hearts by employing tissue clearing in combination with novel light-sheet microscopy for imaging of structurally intact whole organs. This work will realise a new platform to study conduction in 3D microstructural context and deliver proof-of-concept data to address key questions concerning electrical behaviour in healthy and diseased hearts.
Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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