EU finanziert Herzprojekt

Das euHeart-Konsortium besteht aus 16 Partnern öffentlicher und privater Forschungseinrichtungen, Universitäten, Industrie und medizinischer Organisationen aus sechs europäischen Ländern.

Alleine in der EU sterben jährlich 1,9 Millionen Menschen an Herz-Kreislauf-Erkrankungen und die Kosten für das Gesundheitswesen werden auf 105 Milliarden Euro geschätzt. Fortschritte bei der Behandlung der koronaren Herzkrankheit und der chronischen Herzinsuffizienz sind daher dringend notwendig, um die Sterblichkeitsrate und die finanzielle Belastung durch HKE zu senken.

Das euHeart-Konsortium konzentriert sich auf die Entwicklung von Technologien für die Diagnose und die Behandlung von Herzkrankheiten wie Herzinsuffizienz, Erkrankungen der Herzkranzgefäße, Herzrhythmusstörungen und angeborene Herzfehler. Insbesondere will es Computermodelle des Herzens auf mehreren Ebenen entwickeln, von der molekularen Ebene bis hin zum gesamten Organ, die dann an den einzelnen Patienten angepasst werden können.

Die Computermodelle werden strukturelle und funktionale Informationen über das Herz berücksichtigen, die sich mit klinischen Daten darüber, inwieweit die HKE das Herz auf jeder Ebene beeinträchtigt, kombinieren lassen. Dadurch wird hoffentlich die Entwicklung von Hilfsmitteln ermöglicht, mit denen sich der Ausgang verschiedener Therapien oder Behandlungen vorhersagen lässt. Wenn sich die Modelle für einzelne Patienten anpassen lassen, könnten auch Therapie und Behandlung bestmöglich auf die individuelle Situation maßgeschneidert werden.

HKE-Patienten könnten von der Erstellung eines individualisierten Computermodells ihres Herzens profitieren, weil es alle ihre Besonderheiten berücksichtigen könnte. So gibt es beispielsweise bei der elektrischen Aktivität im Herzen verschiedener Patienten feine Unterschiede. Mit einem computerisierten Modell, das die besonderen Eigenschaften wie Struktur und Funktion des Herzens des Betroffenen wiedergibt, haben Ärzte die Möglichkeit, vorher am Modell zu testen, welchen Einfluss die Zerstörung unterschiedlicher Geweberegionen hat, bevor sie den Eingriff tatsächlich am Patienten vornehmen.

Mehrskalenmodelle wurden bisher hauptsächlich in der Grundlagenforschung verwendet, da sie aufgrund der komplizierten Anpassung an die einzelnen Menschen für klinische Anwendungen nicht praktikabel sind. Um dieses Problem zu lösen, will das euHeart-Projekt seine Modelle mithilfe von neuen Informations- und Kommunikationstechnologien zusammen mit vorhandenen Daten, wie z.B. Bildern von Computer- oder Magnetresonanztomografen, Ultraschallscans sowie Messungen des Blutflusses, des Blutdrucks in den Koronararterien und Daten aus dem EKG entwickeln. Auch könnten bei einzelnen Patienten Gendefekte berücksichtigt werden.

Die Fortschritte bei der Erstellung von Computermodellen für HKE könnten wahrscheinlich an erster Stelle Patienten nützen, bei denen Erkrankungen wie Herzrhythmusstörungen diagnostiziert wurden. Herzinsuffizienz, Erkrankungen der Herzkranzgefäße sowie Erkrankungen der Herzklappen und Aorta wären ebenfalls wichtige klinische Schwerpunktbereiche.

Wie bei vielen Forschungsgebieten besteht auch bei der Erstellung von Modellen für Herz-Kreislauf-Krankheiten das Problem darin, die riesigen Mengen neuer und vorhandener Daten zu integrieren. Modelle auf mehreren Ebenen könnten einen konsistenten Rahmen für eine derartige Integration bilden. Das euHeart-Projekt wird sowohl für normale als auch pathologische Modelle einen Open-Source-Framework (mit standardisierten Auszeichnungssprachen wie CellML und FieldML) einrichten, welcher die vorhandenen und zukünftigen Modelle aus einer Vielzahl biologischer Forschungsbereiche zusammenführt. Zusätzlich wird eine gemeinsame Bibliothek mit innovativen Hilfsmitteln für biophysikalische Simulationen, Modellanpassungen und automatisierte Bildanalysen erstellt.

Die Schaffung von hochgradig angepassten Hilfsmitteln ist keine leichte Aufgabe für das Konsortium: Im euHeart-Konsortium kommen Unmengen von Wissen und Talenten aus der ganzen EU zusammen und machen diese Mammut-Arbeit erst möglich. Verschiedene Teile des Programms werden von Philips Research, vom King�s College London und von der University of Oxford koordiniert, andere Teilnehmer sitzen in Deutschland, Spanien, Frankreich und Belgien. Das Projekt ist Teil der Initiative „Virtual Physiological Human (VPH)“, in deren Rahmen ein computerisiertes Modell des gesamten menschlichen Körpers als gesamtes komplexes System erstellt werden soll.