Z visokonapetostnimi električnimi pulzi proti najnevarnejšim srčnim boleznim

Srčno-žilne bolezni kot globalni izziv

Srčno-žilne bolezni so najpogostejši vzrok smrti na svetu. Samo v Evropi z njimi živi približno 133 milijonov ljudi, v Sloveniji pa več kot 354.000. Iskanje učinkovitejših načinov zdravljenja je zato ena ključnih prioritet sodobne medicine.

Petletni projekt Kardio EP, ki ga vodi prof. dr. Damijan Miklavčič s Fakultete za elektrotehniko UL, ta izziv naslavlja z uporabo elektroporacije – pojava, pri katerem kratki visokonapetostni električni pulzi povečajo prepustnost celičnih membran. To povečanje prepustnosti membran omogoča bodisi uničenje neželenega tkiva (ireverzibilna elektroporacija) bodisi vnos zdravilnih snovi v celice, ki pri tem ostanejo žive (reverzibilna elektroporacija). Elektroporacija se je v katetrski ablaciji (angl. pulsed field ablation; ablacija – uničenje tkiva) v zadnjih letih uveljavila za zdravljenje atrijske fibrilacije, najpogostejše srčne aritmije. Projekt Kardio EP želi to tehnologijo razširiti na veliko zahtevnejše ventrikularne aritmije – najnevarnejše motnje srčnega ritma – ter jo hkrati uporabiti za povsem nova področja: gensko in celično terapijo srca.

Glavni cilji projekta

Eden ključnih ciljev projekta je razvoj digitalnega dvojčka za zdravljenje ventrikularnih tahikardij – računalniškega modela pacientovega srca, ki bi na podlagi slik računalniške tomografije (CT) in magnetne resonance (MRI) ter znotrajsrčnih elektrogramov s pomočjo metod umetne inteligence napovedoval učinke ablacije. Takšno orodje bo zdravnikom omogočilo načrtovanje posegov, prilagojenih vsakemu bolniku posebej, kar je pri ventrikularnih aritmijah še posebej pomembno, saj je srčna stena debelejša in pogosto že prizadeta z brazgotinami, motnje srčnega ritma v prekatih pa neposredno ogrožajo življenje pacientov.

Z reverzibilno elektroporacijo bodo raziskovalci v srčne celice skušali vnesti terapevtske nukleinske kisline (npr. mikroRNA), ki spodbujajo obnovo srčne mišice po infarktu. V nasprotju z virusnimi metodami elektroporacija predstavlja varnejši način vnosa. Vzporedno bodo preizkusili, ali elektroporacija lahko izboljša zadrževanje matičnih celic v srčnem tkivu in s tem izboljša celično terapijo pri bolnikih s srčnim popuščanjem.

V okviru projekta nameravajo raziskovalci vzpostaviti tudi prvi slovenski laboratorij za predklinične srčne raziskave na velikih živalih na Veterinarski fakulteti, kar bo omogočilo razvoj in preizkušanje novih terapevtskih postopkov ter dolgoročno utrdilo položaj Univerze v Ljubljani na tem raziskovalnem področju.

Širok konzorcij za ambiciozne cilje

V projektu sodeluje več kot 60 raziskovalcev, med njimi 16 doktorskih študentov, s štirih fakultet Univerze v Ljubljani: Fakultete za elektrotehniko, Medicinske fakultete, Fakultete za računalništvo in informatiko ter Veterinarske fakultete. Ključno vlogo imajo tudi zunanji partnerji – Univerzitetni klinični center Ljubljana, ki zagotavlja klinično okolje za preverjanje novih pristopov, Institut Jožef Stefan z naprednimi zmogljivostmi slikanja z magnetno resonanco ter Onkološki inštitut Ljubljana z dolgoletnimi izkušnjami pri prenosu elektroporacijskih terapij v klinično prakso. Dolgoročni cilj je vzpostavitev centra za klinično in eksperimentalno srčno elektrofiziologijo v Ljubljani.

Raziskavo financira Univerza v Ljubljani v okviru programa velikih interdisciplinarnih projektov iz ARIS sredstev razvojnega stebra stabilnega financiranja znanstvenoraziskovalne dejavnosti.