V rámci tohoto oddělení se budou řešit tři klíčové problémy:
Problematika chronického srdečního selhání
Téměř 14 milionů obyvatel Evropské unie trpí chronickým srdečním selháním a odhaduje se, že jejich počet v roce 2020 dosáhne 30 miliónů. Chronické srdeční selhání tak již nyní postihuje přibližně 2 % dospělé populace. Incidence tohoto onemocnění v Evropě nadále epidemicky vzrůstá, a to především díky vyššímu přežívání akutních forem srdečních onemocnění a dále díky celkovému stárnutí populace. Z hlediska nákladů na zdravotní péči představuje chronické selhání nejdražší kategorii, a to především z důvodu nákladů na opakované rehospitalizace pacientů s touto diagnózou. I přes použití moderních přístupů s prokázaným vlivem na mortalitu je toto onemocnění spojeno s nepříznivou prognózou - polovina pacientů umírá do 4 let od stanovení diagnózy. K zlepšení prognózy pacientů s chronickým srdečním selháním a k prevenci rehospitalizací je tedy nutno hledat nové léčebné přístupy.
Jednou z možných cest jsou terapie cílené na korekci odchylek metabolismu energetických substrátů v myokardu, které mohou přispívat k další progresi srdečního selhání.
Cílem výzkumu tohoto oddělení bude prokázat, zda léková intervence do metabolismu myokardu specifickými farmaky může oddálit rozvoj či alespoň zpomalit progresi srdečního selhání.
Tato hypotéza bude studována za použití modelů srdečního selhání u malých laboratorních zvířat (potkan, myš) u běžných inbredních kmenů a dále u geneticky modifikovaných zvířat. Srdeční selhání bude indukováno chirurgickou metodou, navozením tzv. cirkulačního zkratu a následným objemovým přetížením myokardu. Stupeň kardiální dysfunkce bude hodnocen pomocí neinvazivních zobrazovacích metod a invazivních hemodynamických měření. Metabolické změny v myokardu budou posuzovány hodnocením metabolismu ex-vivo pracujícího izolovaného srdce za pomocí radionuklidových metod. Změny na molekulární úrovni budou hodnoceny kvantitativně studiem genové exprese (qPCR), imunohistochemie a proteomických metod. Budou hledány paralely mezi změnami myokardu pozorovaného u experimentálních modelů a u pacientů s pokročilou formou srdečního selhání podstupujících transplantaci srdce či implantaci mechanické srdeční podpory. Úspěšné řešení projektu může vést k zavedení nových, komplementárních metod léčby chronického srdečního selhání.
Problematika vlivu reprodukčního stárnutí žen na kardiovaskulární systém
Jak již bylo zmíněno v úvodu, polovinu úmrtí v naší zemi působí kardiovaskulární onemocnění. Ženy jsou těmito onemocněními v absolutních číslech postihovány více než muži. Působení ženských pohlavních hormonů a především jejich změny v období kolem menopauzy mohou výrazně odlišovat tuto populaci od mužské a to v citlivosti tepenné stěny na různé aterogenní inzulty. Vzhledem k tomu, že ateroskleróza počíná již v dětství, může být včas zahájená léčba řádově účinnější než agresivní léčba již pokročilého aterosklerotického poškození cévní stěny. Zatímco u dětí a především dívek panuje určitá rezervovanost týkající se například farmakologické terapie (není dostatek dat o tom, jak například hypolipemika mohou ovlivnit reprodukci a těhotenství), u žen přecházejících do menopauzy tyto problémy nejsou. Navíc se setkáváme s 10letým odkladem počátku aterosklerotických změn u žen a na rozdíl od mužů máme poměrně dobře definované období (nepravidelné, ukončené menstruační krvácení) kdy lze cíleně zahájit pátrání po tradičních i specifických kardiovaskulárních rizikových faktorech.
Na základě námi již získaných předběžných dat z populační studie bude v rámci tohoto oddělení ověřována následující hypotéza:
Období přechodu do menopauzy je nejkritičtějším z hlediska vzniku závažných metabolických poruch a především jejich kardiovaskulárních následků. Tato zranitelná perioda souvisí s výrazným kolísáním pohlavních hormonů. Toto období je zároveň nejvhodnější k zahájení preventivních a léčebných opatření zaměřených na aterosklerotický proces.
Pro zodpovězení této hypotézy je kromě podrobného stanovení pohlavních hormonů a jejich dynamiky zásadní i co nejdokonalejší zobrazení cévní stěny a jejích vlastností. Nespornou výhodou tohoto projektu je kromě získání kvalitních experimentálních dat možnost okamžitého uplatnění těchto poznatků v klinické praxi, zejména v oblasti prevence kardiovaskulárních onemocnění u žen.
Problematika chirurgických a nechirurgických možností léčby chorob srdce a cév
Výsledky posledních studií prokazují, že na velkých laboratorních zvířatech (zastoupených nejčastěji prasetem, případně ovcí) lze v oblasti kardiovaskulární problematiky realizovat výzkum, který se stran velikosti studovaných a sledovaných struktur cév a srdce blíží lidskému modelu. V oblasti srdce lze modelovat situace nejrůznějších chlopenních vad, ve smyslu indukce jejich poruch, měřitelného dopadu na cirkulaci a také na možnosti jejich řešení.
Způsoby řešení lze rámcově rozdělit na dočasné a trvalé, nebo dle použité techniky a technologie na chirurgické a nechirurgické. V dnešní době je v oblasti humánní medicíny preferována cesta minimálně invazivní – většinou prováděná pomocí různorodých katetrizačních technik. V zásadě lze takto cílit experimentální výzkumnou činnost na všechny srdeční chlopně, ale také na vlastní kontraktilní aparát – myokard a lze provádět nejrůznější aplikace i v oblasti srdečních cév.
Hlavním cílem tohoto dílčího projektu bude studovat, ověřovat a zavádět nové způsoby v oblasti nechirurgických modifikací chlopenních vad, revaskularizaci myokardu a dalších technik cíleně zaměřených na klíčové klinické problémy kardiovaskulární medicíny dnešní doby, jako je např. problematika srdečního selhání, ovlivnění reperfuze myokardu a poruch srdečního rytmu.
V zásadě je lhostejné, zda půjde o mechanické adaptace nebo o přístrojové a farmakologické přístupy. Vždy půjde o to, aby byl měřitelně ovlivněn srdeční aparát a to pomocí zobrazovacích technik v reálném čase za využití moderních monitorovacích technologií, hemodynamických parametrů, případně dalších ukazatelů. Zastoupení by zde měly mít jak chirurgické, tak nechirurgické medicínské obory.
Naprosto stejné zastoupení by zde měla mít problematika velkých cév, ať již centrálních (aorta), nebo velkých končetinových tepen. Opět by mělo jít o prosazení nových technologií léčby s důrazem na endovaskulární a minimálně invazivní postupy. Tyto směry plně zapadají do celospolečenského významu kardiovaskulárních chorob, ať již ve vztahu k jejich zastoupení v populaci, nebo s ohledem na náročnost jejich léčby. Navíc i zde je velmi aktuální aspekt stárnutí populace a zvyšování incidence některých nemocí v pokročilém věku, konkrétně chlopenních vad, koronární nemoci a srdečního selhání.