Połowa z nas ma w swoim sercu tajemniczą kieszonkę, która może stać się przyczyną udaru mózgu. Jak i po co ona powstaje? Jak ją wykryć? Opisał to dr n. med. Mateusz Hołda wraz ze swoim zespołem HEART, który jest jednym z trzech liczących się na świecie zespołów zajmujących się kompleksowo anatomią serca. Dr n. med. Mateusz Hołda w 2017 roku został laureatem programu START. W tym roku znalazł się na liście 30 młodych Europejczyków będących liderami w swoich dziedzinach, którą ogłosił magazyn Forbes.
W naszym wywiadzie badacz i lekarz z Uniwersytetu Jagiellońskiego Collegium Medicum opowiada o nowych możliwościach w leczeniu pacjentów, jakie dają trójwymiarowe modele serca i o tym, że Kraków ma największy na świecie zbiór serc do badań – ofiarowanych Katedrze Anatomii przez szlachetnych dawców organów. Mateusz Hołda tłumaczy, że budowa serca wciąż pozostawia naukowców z wieloma niewiadomymi. Jedno równanie polski zespół już rozwiązał. Teraz tworzy „mapę serca” i zamierza znaleźć sposób na zobrazowanie pewnej niewidzialnej, acz niezwykle ważnej struktury stanowiącej „układ nerwowy” mięśnia sercowego.
Czy program START ułatwił Panu włączenie się w światowy krwiobieg naukowy?
Stypendium START, poza wymiarem finansowym bardzo istotnym dla młodego badacza, jest również ważną weryfikacją jakości pracy naukowej. Jest to jeden z najbardziej prestiżowych programów w Polsce i otwiera naprawdę wiele drzwi, pomaga w zdobyciu grantów, jego skutki odczuwa się na etapie całej kariery naukowej. To potwierdzenie, że naukowiec potrafi prowadzić badania, a podejmowana przez niego tematyka jest istotna.
Budowa układu sercowo-naczyniowego jest opisana we wszystkich podręcznikach. Czego tu jeszcze można nie wiedzieć po całych wiekach badań prowadzonych przez tysiące osób na całym świecie?
Wydawałoby się, że anatomia i morfologia to są przestarzałe nauki, które należałoby zamknąć gdzieś głęboko w piwnicach uniwersytetów, bo przez kilkaset lat rozwoju nauk morfologicznych wszystko zostało odkryte. Jednak mój zespół temu przeczy. Dla przykładu, określiliśmy rolę nowoodkrytej struktury, opisanej w 2009 r. przez zespół z Kalifornii. W ścianie serca, która odgradza lewy przedsionek od prawego, może pojawić się zachyłek nazywany „kieszonką przegrodową”. Dotąd nie wiadomo było, jak ona powstaje, czy jest do czegoś przydatna, czy powinna być uznana za strukturę patologiczną? Podjęliśmy się odpowiedzi na te pytania. Okazało się, że kieszonka po prawej stronie przegrody występuje tylko w 10 proc. przypadków, ale po lewej zdarza się bardzo często – aż u 50 proc. z nas. Dalsze badania wykazały, że krew gromadząca się w kieszonce może krzepnąć, a skrzeplina po uwolnieniu się z kieszonki może spowodować udar mózgu.
Powinniśmy bać się owej kieszonki w naszym sercu?
I tak, i nie. Z jednej strony, położona po lewej stronie kieszonka stanowi jeden z wielu czynników ryzyka udaru niedokrwiennego mózgu. Z drugiej – to naturalnie tworząca się struktura obecna u co drugiego człowieka i nie każdy, kto ją posiada, dostanie udaru. Kieszonka pojawia się, bo u dziecka w łonie matki krew swobodnie przepływa pomiędzy przedsionkami przez otwór owalny. Dziecko w życiu płodowym nie oddycha i krew omija krążenie płucne. Po urodzeniu ta naturalna komunikacja zamyka się. Jednak niepełne zamknięcie kanału otworu owalnego tworzy taką kieszonkę. To pewien problem, bo jest ona przecież wypełniona krwią, która ma ograniczoną ruchomość i może przez to krzepnąć. Przy niekorzystnych warunkach skrzeplina może oderwać się i zatkać nam tętnice. Dlatego opracowaliśmy metody obrazowania – ustaliliśmy, kiedy jest najlepiej widoczna i jak należy dokonywać pomiarów. Istnienie tej kieszonki można zauważyć zarówno w tomografii komputerowej, jak i w echokardiografii przezprzełykowej.
Czy odkrywanie takich tajemnic pozwala ratować życie pacjentom – coraz młodszym, o maleńkich serduszkach, i nawet w bardzo skomplikowanych przypadkach?
Tak, ponieważ medycyna wchodzi na coraz wyższy poziom i wykonuje się coraz bardziej skomplikowane zabiegi, coraz mniej inwazyjne. Znajomość anatomii jest warunkiem krytycznym ich powodzenia. Tu każda ze zmienności w budowie narządu może być przyczyną zaburzeń albo może utrudniać lub ułatwiać klinicystom poruszanie się w obrębie serca. Każda choćby najdrobniejsza informacja jest tu na wagę życia.
Kieruję ośmioosobowym zespołem badawczym HEART*, współpracujemy z kilkudziesięcioma osobami na całym świecie. Jest to jeden z trzech liczących się na świecie zespołów zajmujących się tak kompleksowo anatomią serca. Rozpracowujemy architekturę mięśnia sercowego. Odkrywamy różne warianty jego budowy. Wykorzystujemy nie tylko preparaty anatomiczne, lecz także kliniczne badania obrazowe jak tomografia komputerowa, rezonans magnetyczny, czy echokardiografia. Rekonstruujemy te dane, możemy je wizualizować a nawet drukować w trójwymiarze. Z niezwykłą dokładnością potrafimy wykonać model serca konkretnego chorego. Od kilku miesięcy drukowane serca pomagają kardiologom dziecięcym bardzo dokładnie zrozumieć indywidualną wadę serca i dobrać do niej leczenie.
A jakie nowe możliwości dają trójwymiarowe modele serca?
W laboratorium wizualizacji i druku 3D na UJ potrafimy wytworzyć trójwymiarowy model z badań takich jak np. tomografia komputerowa. To badanie to nic innego, jak skanowanie ciała warstwa po warstwie. Daje ono dwuwymiarowy obraz, który można przeglądać warstwowo. Doskonale znamy anatomię normalnego serca, ale nie jest łatwo oceniać serca, które mają wady wrodzone. Serce jest bardzo skomplikowanym organem. W przypadku wad wrodzonych u dzieci połączenia pomiędzy poszczególnymi jamami serca i jego naczyniami są nieoczywiste i bardzo trudno jest śledzić nam ich przebieg. Modele serca dają bardzo duże pole do popisu. Pozwalają nam zobaczyć, z jaką anomalią mamy do czynienia i zaproponować korektę takiej wady. Ale są też bardzo potężnym narzędziem badawczym. Możemy bowiem bardzo dokładnie mierzyć objętości jam serca, co w przeszłości było nieosiągalne z pomocą zwykłych, dwuwymiarowych skanów. To też ważne z medycznego punktu widzenia.
Współpracujemy zatem ze specjalistami wielu dziedzin – fizykami medycznymi, informatykami, programistami, biologami, ale też lekarzami – kardiologami, chirurgami, radiologami. Na styku nauki podstawowej i nauki klinicznej powstają najlepsze nasze prace.
Na zdjęciu: Mateusz Hołda na 68 spotkaniu młodych naukowców z noblistami w niemieckim Lindau wraz z innym laureatami programu START. Od lewej: Natalia Małek, Adrian Chrobak, Michael Rosbash, amerykański genetyk, noblista w dziedzinie fizjologii lub medycyny, Joanna Kacperczyk, Mateusz Hołda, Ewa Błaszczak. Fot. archiwum prywatne laureata
Już jest pan na tropie kolejnych tajemnic ludzkiego serca?
Badam układ bodźcowo-przewodzący stanowiący system nerwowy serca. Pobudza on serce do skurczu i reguluje go. Sprawia, że serce kurczy się w sposób synchroniczny. Problem w tym, że go nie widać i choć jest tak bardzo ważny, nie da się go wypreparować z tkanki mięśniowej. Nauka, która zajmuje się tym układem, to elektrofizjologia. Guru tej dziedziny jest prof. Halina Dobrzyński z Manchesteru. Wspólnie próbujemy opracować metody, dzięki którym zauważymy ten układ w trójwymiarze. To byłby przełom, gdyby udało nam się go zobrazować.
Tych badań nie byłoby, gdyby ludzie nie ofiarowali swoich ciał nauce…
Nie, bo nasza codzienność to analizowanie zmienności anatomicznych serca na podstawie preparatów autopsyjnych. Badamy serca pobrane od zmarłych dawców. Mamy największy na świecie zbiór ponad 400 takich preparatów. Dzięki temu możemy zbadać niemal wszystkie warianty budowy serca i opisać wszystkie jego struktury z użyciem tego samego materiału badawczego. To właśnie u nas powstaje mapa całego mięśnia sercowego, unikatowa w skali światowej. Wyróżniamy się tym na tle innych krajów.
Rozmawiamy tuż po walentynkach, proszę nie zrozumieć mnie źle, ale gdybym chciała oddać Panu serce, co powinnam zrobić?
Na polskich katedrach anatomii mamy dobrze działające programy donacji. Najlepiej znaleźć stronę Uniwersytetu Medycznego, dla którego chcielibyśmy oddać swoje ciało po śmierci. Pracownicy sekretariatu katedry anatomii wyjaśnią procedury. Nie jest to skomplikowany proces i wiele szlachetnych osób decyduje się na taki krok.
Jakie znaczenie ma obecność na liście „30 under 30” Forbesa? Czy to wyróżnienie skłoni Pana do wyjazdu z Polski?
To lista wyróżniająca młodych Europejczyków, którzy osiągnęli już coś w swoich dziedzinach – ja zostałem umieszczony na tej liście w kategorii nauka i ochrona zdrowia. Magazyn Forbes ocenia dorobek kandydata i to, jaki wpływ na rzeczywistość ma jego działalność. Po ogłoszeniu listy dostałem liczne propozycje współpracy, czy nawet propozycje przeniesienia się do zagranicznych jednostek naukowych. Ale ja nie planuję emigrować. Bardzo dobrze mi się pracuje w Polsce. Nauka jest dla mnie pasją i przyjemnością, nie traktuję jej jak pracy. Jestem lekarzem, swój czas dzielę pomiędzy pracę w szpitalu, sen i uczelnię. Mam tu swój zespół, za którego działalność jestem odpowiedzialny, więc nawet nie biorę pod uwagę wyjazdu innego niż krótkie staże. Mam doświadczenie w pracy za granicą, współpracuję na co dzień z Uniwersytetem w Manchesterze (Wielka Brytania) i Minneapolis (USA). Nasza współpraca owocuje wspólnymi projektami badawczymi i publikacjami w najlepszych kardiologicznych czasopismach.
Rozmawiała: Karolina Duszczyk
* HEART – Heart Embryology and Anatomy Research Team
Dr n. med. Mateusz K. Hołda dzięki programowi Diamentowy Grant jako pierwszy w Polsce student jeszcze przed uzyskaniem dyplomu otrzymał stopień doktora. Zdobył kilka grantów Narodowego Centrum Nauki i Ministerstwa Nauki i Szkolnictwa Wyższego. Otrzymał kilkadziesiąt nagród naukowych, m.in. przyznawanego przez Niezależne Zrzeszenie Studentów Studenckiego Nobla, Nagrodę Prezesa Rady Ministrów, Nagrodę Polskiej Akademii Nauk. Jako lekarz rezydent kardiologii pracuje w Oddziale Szybkiej Diagnostyki Krakowskiego Szpitala Specjalistycznego im. Jana Pawła II. Jest członkiem Rady Młodych Naukowców MNiSW. W 2019 roku umieszczony przez magazyn Forbes na liście „30 under 30 Europe”. Otrzymał stypendium START Fundacji na rzecz Nauki Polskiej w 2017 roku w dziedzinie medycyny przedklinicznej, a w ramach tego programu w 2018 roku wyjechał na 68 spotkanie laureatów Nagrody Nobla w niemieckim Lindau, w którym uczestniczyło 39 noblistów i 600 młodych naukowców z 84 krajów.
Zobacz także: wywiad z drem n. med. Mateuszem Hołdą w TVN 24
Przeczytaj także: artykuł Doktor bez magistra. „Moje motto to: Stać cię na więcej” na portalu Gazeta.pl
#JestemStartowcem
Na zdjęciu: dr n. med. Mateusz Hołda (fot. Jakub Hołda)
Dr n. med. Mateusz Hołda jest jednym z niemal 3000 utalentowanych młodych naukowców, którzy otrzymali stypendium START. Przekaż 1% podatku młodym ludziom, aby pomóc im w starcie kariery naukowej! Pobierz bezpłatnie program PIT i dowiedz się więcej >>> tutaj