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Beseitigung von angeborenen Herzfehlern

Angeborene Herzfehler (AHF) decken ein breites Spektrum von Herzfehlern bei der Geburt ab und betreffen fast 1% der Bevölkerung. Neben einer schlechten Lebenserwartung und Lebensqualität der Patienten, verursachen sie erhebliche Kosten im Gesundheitswesen.
Beseitigung von angeborenen Herzfehlern
Herkömmlicherweise werden schwere AHF mit hochriskanten Operationen am entwickelten Herzen in der frühen Kindheit behandelt, um die normale Durchblutung wieder herzustellen, aber die Ergebnisse sind ungewiss. Zwischen genetischen Mutationen und AHF wurde kein Zusammenhang gefunden, was darauf hindeutet, dass Kräfte, die einen abnormalen Blutfluss im Fötus verursachen, verantwortlich für diese Herzfehler sind.

Das EU-geförderte Projekt HEMODYNAMICS IN CHD (Mechanical regulation of congenital heart defects) hat die in utero-Kräfte untersucht, die das Herz neu formen und zu AHF führen.

Relevante Herzfehler wurden in Hühnerembryonen mit linker Herzligation (LAL) und rechter Vorhofligation (RAL) erfolgreich erzeugt. Der Blutfluss wurde dadurch entweder auf der linken oder rechten Seite des Herzens in frühen Stadien der Herzentwicklung gestört. Messungen von morphologischen Veränderungen wie Ventilgröße und Hämodynamik wurden mittels CFD-Methoden (Computational Fluid Dynamics) modelliert.

Mithilfe der LAL am embryonalen Tag 4 schufen die Wissenschaftler erfolgreich ein Tiermodell des hypoplastischen Linksherzsyndroms. Die mithilfe der RAL erstellten AHF waren Teil des ersten Modells seiner Art, das überhaupt geschaffen wurde, um Defekte, die die rechte Seite des Herzens beeinflussen, zu beschreiben.

Die Analyse zeigte, dass gestörte hämodynamische Kräfte eine abnorme Herzmorphologie verursachen. Die linke Atrioventrikularklappe reagiert sehr empfindlich auf Wandscherspannung (WSS), wobei eine Abnahme zu einer entsprechenden Reduzierung der Öffnungsgröße an der Wand führt. Eine Erhöhung der WSS führt zu einer Erhöhung der Ventilöffnungsgröße. Die Ventrikelentwicklung reagiert auf den atrialen Flluss, indem eine Abnahme zu einer entsprechenden Verringerung des ventrikulären Volumens führt.

Insgesamt reagieren linke und rechte Seite unterschiedlich auf Veränderungen von strömungsinduzierten Kräften. Dies war erwartet, weil die linke Seite als Teil des systemischen Flusses unter höherem Druck als das rechte Pulmonalsystem arbeitet. Von großer Bedeutung ist, dass WSS-Anomalien an der Aortenklappe zu einem Defekt führen, an der Pulmonalklappe aber kein Problem darstellen.

Die AHF-Modellierung lieferte umfassende Informationen über Veränderungen der hämodynamischen Umgebungen, wie etwa Scherstresspegel, und deren Auswirkungen auf die Entwicklung des Herzens. Eine Behandlung in der Gebärmutter kann die Wiederherstellung der Kräfte umfassen, um die Entwicklung von fehlerhaften Ventilen und Kammern zu verhindern.

Verwandte Informationen

Fachgebiete

Scientific Research

Schlüsselwörter

Angeborene Herzfehler, Blutfluss, Vorhofligation, Schubspannung, Ventil
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