Zaawansowany system robotyczny w Szpitalu dla Chorych Dzieci (SickKids) zmienia sposób, w jaki lekarze i naukowcy podchodzą do leczenia chorób serca.
Kardiomiopatia arytmogenna (ACM) jest główną przyczyną nagłej śmierci sercowej wśród młodych dorosłych. Bez żadnego leczenia przeszczep serca pozostaje jedyną możliwością wyleczenia osób cierpiących na chorobę dziedziczną.
Obecnie zespół badawczy kierowany przez dr Jasona Maynesa z SickKids i Drs. Yu Sun i Xinyu Liu z Instytutu Robotyki Uniwersytetu w Toronto (U of T) opracowali technologię robotyczną, która po raz pierwszy umożliwia naukowcom testowanie wielu potencjalnych leków jednocześnie w tym schorzeniu.
„Ta technologia pozwoli nam dostarczyć właściwy lek właściwej osobie we właściwym czasie” – mówi Maynes, szef Katedry Anestezjologii i Medycyny Bólu, zastępca szefa ds. badań w zakresie usług okołooperacyjnych i starszy naukowiec w dziedzinie medycyny molekularnej program.
Mikroiniekcja w bijącą tkankę serca
Postęp technologiczny przyczynił się do wzrostu liczby wysokowydajnych badań przesiewowych (możliwości jednoczesnego testowania dużej liczby potencjalnych leków) w przypadku szeregu schorzeń, w tym onkologii. Jednak w przeciwieństwie do komórek nowotworowych naukowcy badający choroby serca stoją przed wyjątkowym wyzwaniem: trójwymiarowym (3D) dynamicznym ruchem komórek serca. Ten ruch utrudnia tradycyjnym technologiom badania przesiewowego leków szybkie i dokładne wstrzykiwanie cząsteczek do bijącej tkanki kardiomiocytów bez powodowania ich uszkodzenia.
W obliczu tego wyzwania zespół badawczy opracował rozwiązanie — malutkiego robota wyposażonego w specjalną mikropipetę w kształcie litery Z oraz system obrazowania 3D, który może szybko i precyzyjnie wprowadzić cząsteczkę fluorescencyjną do leczonych lekiem bijących komórek serca, umożliwiając naukowcom przeanalizować skuteczność kandydatów na leki.
Opublikowano w Nauka Robotykaodkrycia prezentują innowacyjną technologię i podkreślają jej potencjał zrewolucjonizowania zaawansowanych terapii chorób serca.
„Dzięki temu systemowi nasz zespół był w stanie zidentyfikować pięć potencjalnych terapii ACM” – mówi pierwszy autor, dr Wenkun Dou, stażysta podoktorski w SickKids i U of T. „Tego rodzaju odkrycie może nastąpić tylko wtedy, gdy eksperci z różnych dziedzin spotkać się.”
We współpracy ze współpracownikami z Centro Nacional de Investigaciones Cardionaczyniowees (CNIC) w Hiszpanii w przedklinicznym modelu ACM wykazano już, że jeden z kandydatów na lek zmniejsza nieregularne bicie serca.
Przyszłość leczenia serca
W przypadku pacjentów i rodzin dotkniętych ACM badania te mogą potencjalnie przyspieszyć odkrycie nowych metod leczenia i mogą skutecznie wyeliminować potrzebę inwazyjnej operacji serca. Zespół badawczy jest jednak przekonany, że dzięki spersonalizowanemu podejściu do wysokowydajnych badań przesiewowych skutki mogą wykraczać daleko poza ACM i stanowić część wizji Precision Child Health opracowanej przez SickKids – ruchu mającego na celu zapewnienie zindywidualizowanej opieki każdemu pacjentowi.
„Możliwość modelowania specyficznych warunków pacjenta i szybkiego testowania terapii na dużą skalę oznacza, że terapie można dostosować do indywidualnych potrzeb każdego pacjenta” – mówi Maynes.
Badanie to zostało sfinansowane przez Kanadyjski Instytut Badań nad Zdrowiem (CIHR), Kanadyjską Radę ds. Nauk Przyrodniczych i Inżynierii (NSERC), Ontario Research Fund – program Research Excellence, Montgomery County Intermediate Unit (MCIU) i Fundację SickKids.
