Små blodkar kan måske afsløre alvorlig sygdom

29-årige Monika Colombo er kommet til Aarhus Universitet med en interessant hypotese. Hun udvikler computermodeller af kroppens blodkredsløb og kapillærernes bittesmå udløb, og hun er på sporet af ny viden, der måske kan blive et gennembrud for hjerteforskningen.

”Jeg bruger kliniske billeder til at bygge computermodeller af vores mindste blodkar, og så undersøger jeg det kardiovaskulære samspil fra et mekanisk perspektiv. Jeg kigger især på, hvad der karakteriserer strømningsforholdene, og det ser ud til at kunne give et helt nyt perspektiv på kendte patologiske problemstillinger,” siger hun.

Monika Colombo er netop blevet ansat i en Tenure Track adjunkt-stilling på Institut for Mekanik og Produktion ved Aarhus Universitet, hvor hun skal fortsætte sit arbejde med at udvikle en helt ny form for diagnostik.

”Danmark er på mange områder førende inden for hjerteforskning, og i samarbejde med klinikere her i Aarhus vil jeg gerne derhen, hvor vi sammen kan blive i stand til at lave præcise simuleringer af hjerte-kar-sygdomme hos mennesker. Det vil give os en helt ny sygdomsindsigt og nye muligheder for at forebygge og behandle,” siger hun.

En ny vej for forskning i hjertesygdomme

Monika Colombo har siden sin ph.d.-afhandling i bio-engineering fra Politecnico di Milano beskæftiget sig med de bittesmå mikrovaskulære forandringer, der over tid kan føre til alvorlige sygdomme som for eksempel blodpropper, defekt hjerteklap, åreforkalkning, hjerneblødning og akut hjertestop.

”Disse sygdomme udvikler sig over mange år, og i dag har vi dårlige muligheder for at opdage dem, før de giver symptomer eller varige skader. Vi ved meget lidt om, hvad der foregår på det mikrovaskulære niveau, og det er derfor et uudforsket område, jeg træder ind på med min forskning. Det er en ny vej, og jeg er relativt alene,” siger hun.

Som et led i sit eksperimentelle arbejde rekonstruerer Monika Colombo ved hjælp af kliniske billeder det menneskelige hjerte-kar-system med dets forgreninger af arterier, aterioler og små kapillærer i kroppens væv. Bagefter printer hun det i 3D for at kunne verificere computermodellernes præcision.

”Det betyder, at vi nu kan modellere forskellige defekter i hjerte-kar-systemet og studere dem fra et mekanisk perspektiv og ikke bare fra et fysiologisk eller biologisk. Vi kan studere strømning, gennemtrængelighed, tryk og træk i kroppens kar, og dermed kan vi opdage de molekylære og cellulære forandringer, der ligger til grund for forskellige typer af sygdomsudvikling. Det kan bane vej for en mere nuanceret patologi en helt ny type diagnostik,” siger hun.

Drømmen om bedre diagnostik

I dag har vi ikke udstyr, der er følsomt nok til at måle, hvad der sker i kroppens små kar. Derfor er det stort set umuligt for lægerne at opdage eller behandle de bittesmå mikrovaskulære forandringer, som med tiden vil føre til alvorlig sygdom.

Koronar mikrovaskulær dysfunktion er en af de sygdomme Monika Colombo bruger som case i sine eksperimenter. Tilstanden rammer primært kvinder og skyldes en svækkelse af kroppens endotelceller, der er afgørende for et sundt kredsløb. De producerer et stof, der gør blodkar fleksible og elastiske og medvirker til at transportere næringsstoffer og affaldsstoffer mellem kroppens celler og blodbanen. Symptomerne er kroniske brystsmerter, og på sigt kan dysfunktionen blive livstruende, men den er meget vanskelig for klinikere at diagnosticere og dermed behandle.

”De har simpelt hen ikke mulighed for at opdage dysfunktionen med den teknologi, de har til rådighed i dag,” siger Monika Colombo.

Men hvad lægerne ikke kan diagnosticere på hospitalerne, kan Monika Colombo se på sine computersimuleringer, hvor forandringerne kommer tydeligt til udtryk på et mikrovaskulært niveau.

”Hjertet pumper iltrigt blod rundt i et netværk af vener og arterier og får iltfattigt blod tilbage. I vores modelleringer af sygdommen kan vi observere forandringer i den biomekaniske interaktion imellem partikler i blodkredsløbet og i tilbageløbet igennem kapillærer og vener, som vi ikke ville have en chance for at opdage på andre måder. Min grundlæggende idé er at forsøge at forstå, hvordan disse forandringer opstår, og hvordan de over tid fører til sygdomsprogression,” siger hun.

På sigt håber Monika Colombo, at hun kan bruge sin viden fra computersimuleringerne til at udvikle et screeningsværktøj, der kan forudsige og forebygge hjerte-kar-sygdomme ved hjælp af en simpel blodprøve.