VITAL - Sous-étude sur l'insuffisance cardiaque avec fraction d'éjection réduite

L'insuffisance cardiaque touche plus d'un million de personnes au Royaume-Uni. Environ 50 % de ces personnes souffrent d’insuffisance cardiaque avec fraction d’éjection réduite (HFrEF), une condition dans laquelle le muscle du cœur ne se contracte pas correctement. Sans traitement, les patients risquent de développer du liquide autour des poumons et des jambes (appelé œdème), des rythmes cardiaques anormaux (appelés arythmies) et de mourir. Le traitement implique une combinaison de comprimés, mais certains patients ne montrent aucune amélioration avec les médicaments. Lorsque les cavités gauche et droite du cœur ne pompent pas en même temps, des dispositifs appelés thérapie de resynchronisation cardiaque (CRT) peuvent être implantés pour encourager les cavités à pomper ensemble, réduisant ainsi les symptômes et améliorant la qualité de vie du patient.

Les appareils CRT sont constitués de fils placés dans les ventricules à travers les vaisseaux sanguins menant au cœur. Cependant, malgré une procédure initialement réussie, plus d'un tiers des patients ne présentent aucune amélioration après l'implantation d'un CRT. Les risques associés à la procédure comprennent des saignements, des infections et des lésions du poumon ou du muscle cardiaque sous-jacent (qui peuvent mettre la vie en danger), ce qui signifie qu'une proportion importante de patients prennent ces risques sans aucun bénéfice par la suite. De plus, le risque d’infection dure toute la vie et les patients peuvent développer une endocardite infectieuse liée au dispositif à tout stade, ce qui est associé à une mortalité élevée.

Des modèles virtuels de l'anatomie et du flux sanguin d'un patient, appelés « jumeaux numériques », peuvent être générés à l'aide de l'intelligence artificielle. Ces modèles peuvent être utilisés pour prédire la réponse d'un patient à un traitement ou à une procédure. Les jumeaux numériques ont été étudiés dans le cadre de projets de recherche portant sur la maladie à coronavirus 2019 (COVID-19), l’asthme et le cancer. En cardiologie, les jumeaux numériques ont été étudiés chez des patients subissant une chirurgie valvulaire. Jusqu'à présent, aucun modèle n'a été développé pour prédire les réponses des patients aux traitements de l'insuffisance cardiaque.

Travaillant en étroite collaboration avec des bioingénieurs, des physiologistes et des informaticiens, cette étude vise à développer une plate-forme de modélisation multi-organes validée, multi-échelle, capable de créer un jumeau virtuel individualisé, intégrant l'anatomie cardiovasculaire ainsi que des processus physiologiques complexes, notamment l'interconnexion des systèmes organiques, l'activité du système nerveux autonome et les actions hormonales.

Un minimum de 30 patients subissant une implantation cliniquement indiquée de CRT seront recrutés. Avant l'intervention, chaque patient se rendra à l'University College London (UCL) pour une série de tests, notamment la mesure de la taille, du poids et de la tension artérielle, un échocardiogramme, une imagerie par résonance magnétique cardiaque (IRM), un électrocardiogramme (ECG) à 12 dérivations. , un enregistrement d'imagerie électrocardiographique à 256 dérivations (un enregistrement détaillé de 5 minutes du rythme cardiaque), un test de marche/pas de 6 minutes et un prélèvement d'échantillons de sang et d'urine. Un sous-ensemble de patients recevra également un moniteur cardiaque portable qui sera porté lors de leur rendez-vous à l'UCL. Ces données seront intégrées dans le cadre de modélisation pour créer un « jumeau » virtuel personnalisé pour chaque patient.

Après l'implantation du CRT, chaque patient reviendra pour des visites de suivi à 3 mois et 6 mois où il subira un autre échocardiogramme, une prise de sang et un test de pas/marche de 6 minutes.

Une plateforme virtuelle cliniquement validée aurait le potentiel de transformer la façon dont les patients sont sélectionnés pour subir l’implantation d’un dispositif des manières suivantes :

• Les patients susceptibles d'être « non répondeurs » peuvent être orientés vers d'autres traitements et éviter les risques potentiels graves associés à l'implantation du dispositif.

• La sélection des appareils peut être optimisée. Il existe 2 formes de CRT :

  1. Stimulation biventriculaire (BiVP) qui consiste à implanter une sonde dans chaque ventricule
  2. Stimulation du système de conduction (CSP) qui nécessite le placement d'une sonde dans le tissu cardiaque conducteur dans le septum entre les ventricules.

On considère que la CSP imite mieux la physiologie du cœur, mais elle est plus difficile à réaliser techniquement, conduisant souvent à une procédure plus longue et à plus haut risque. Les patients référés pour les deux formes de CRT seront recrutés pour cette étude. Une plateforme de modélisation validée pourrait être en mesure de prédire quelle forme de stimulation bénéficierait le plus au patient, ce qui signifie que les cliniciens seront en mesure de sélectionner la forme de stimulation optimale sans exposer le patient à des complications inutiles.