fr.wedoany.com Rapport : Des chercheurs de l’University College London (UCL) et de l’Installation européenne de rayonnement synchrotron (ESRF) ont, pour la première fois, réalisé une carte tridimensionnelle du système de conduction électrique du cœur de patients atteints de tétralogie de Fallot, en utilisant la technique de tomographie par contraste de phase hiérarchique (HiP-CT). Cette carte révèle des caractéristiques anatomiques susceptibles de provoquer des troubles de la conduction cardiaque chez les patients, offrant ainsi une navigation plus claire pour la chirurgie. Cette étude, menée dans le cadre de la collaboration internationale Human Organ Atlas, a été publiée dans The Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery.

Les cardiopathies congénitales touchent environ 1 % de la population mondiale. De nombreux nourrissons doivent subir une chirurgie cardiaque après la naissance. Bien que le taux de survie soit élevé, certains patients peuvent développer des complications ultérieures, telles que des arythmies. Les chirurgiens sont confrontés depuis longtemps à un défi : le système de conduction électrique délicat du cœur est invisible pendant l’opération, et toute perturbation peut entraîner des problèmes. Andrew Cook, professeur d’anatomie cardiaque à l’UCL et auteur principal de l’étude, a comparé cette difficulté à une rénovation de maison : « Vous ne commenceriez pas à percer des trous dans un mur sans savoir où se trouvent les câbles électriques. Le même principe s’applique au cœur. »

La technique HiP-CT utilisée par l’équipe de recherche a été développée à l’ESRF de Grenoble, en France, par une équipe internationale dirigée par l’UCL. Cette technique exploite une nouvelle génération de sources de rayonnement synchrotron, offrant une intensité de faisceau de rayons X jusqu’à un million de fois supérieure à celle des scanners CT hospitaliers traditionnels. Elle permet de scanner de manière non destructive des organes humains entiers ex vivo et de les agrandir jusqu’à une résolution proche de celle des cellules, atteignant un minimum de 2 micromètres. Joseph Brunet, chercheur à l’UCL et scientifique invité à l’ESRF, a expliqué que, depuis plus d’un siècle, la radiologie et l’histologie offraient des vues très différentes du corps, et que la technique HiP-CT comble enfin cet écart.

Les chercheurs ont utilisé la technique HiP-CT pour examiner de manière non destructive 18 spécimens de cœurs humains entiers, à la fois malades et sains. Grâce à la reconstruction 3D des données de scan, l’équipe a cartographié le réseau de fibres fines du système de conduction cardiaque. Les résultats montrent que, chez les patients atteints de tétralogie de Fallot, les voies de conduction électrique du ventricule droit sont plus fines que dans un cœur sain et sont réparties sur le septum interventriculaire, présentant une morphologie similaire à un tissu recouvrant une surface. Cette découverte offre aux chirurgiens une image plus claire de la structure anatomique. Adrian Crucean, chirurgien cardiaque congénital spécialiste à l’Hôpital pour enfants de Birmingham et à l’Hôpital Queen Elizabeth au Royaume-Uni, a déclaré que toute nouvelle connaissance de l’anatomie cardiaque peut aider à améliorer les techniques chirurgicales dans un environnement opératoire très exigeant.

Monique Jongbloed, spécialiste des cardiopathies congénitales de l’adulte au Centre médical universitaire de Leyde et membre du consortium EuReCCA, a souligné que de nombreux patients adultes, ayant subi avec succès une chirurgie dans l’enfance, développent plus tard des complications telles que des arythmies. « Ces informations sont sans aucun doute un changement de paradigme, remodelant notre compréhension de la structure et de la position anatomique précise du système de conduction cardiaque dans les cardiopathies congénitales. »

Les chercheurs ont également développé des outils informatiques permettant d’analyser et de visualiser les données dans un environnement 3D immersif. Vaishnavi Sabarigirivasan, doctorante à l’UCL et auteur correspondant de l’article, a expliqué que ces informations peuvent être intégrées à la réalité virtuelle et imprimées en 3D, et peuvent être utilisées pour former les chirurgiens, car il n’a jamais été possible auparavant de visualiser le système de conduction de cette manière. Paul Tafforeau, scientifique à l’ESRF et pionnier des techniques d’imagerie pour l’atlas des organes humains, a indiqué que la technique HiP-CT, initialement développée pendant la pandémie de COVID-19 pour étudier les poumons humains, a vu la qualité des données et la vitesse d’acquisition augmenter considérablement en quelques années, permettant de scanner suffisamment d’organes pour mener des études pathologiques pertinentes. Peter Lee, professeur de génie mécanique à l’UCL et chercheur principal de la ligne de faisceau HOA, a souligné que l’atlas des organes humains, qui rassemble des scientifiques et des médecins de neuf institutions mondiales, ne cesse de s’étendre, aidant à obtenir de nouvelles perspectives sur des maladies allant de l’arthrose aux cardiopathies. Claire Walsh, professeure associée de génie mécanique à l’UCL et directrice du Centre de l’atlas des organes humains, a noté que cet atlas illustre le meilleur de la science en équipe et constitue une ressource incroyable qui continuera de croître.

Les membres du consortium EuReCCA, issus de Londres, Paris, Leyde et Birmingham, possèdent une expertise spécifique dans l’architecture structurelle du cœur et étendent leurs recherches à d’autres formes de cardiopathies congénitales, telles que la « maladie du ventricule unique ». Leurs objectifs incluent la réalisation d’un « phénotypage profond » des cardiopathies congénitales et acquises, la traduction rapide des résultats en pratique clinique et en formation chirurgicale, ainsi que la génération de données en libre accès pour soutenir la création de « jumeaux numériques » de la fonction cardiaque par les scientifiques.

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