Sa ilan sa mga pinaka-makabagong mananaliksik ng bansa sa pediatric cardiology, binabago ng Children's Heart Center ang kalusugan at kapakanan ng mga batang may sakit sa puso sa ating komunidad at sa buong mundo.
Doff McElhinney, MD
Direktor, Programang Pananaliksik sa Klinikal at Pagsasalin, Sentro ng Puso ng mga Bata sa Lucile Packard Children's Hospital Stanford
Paano kung maaari mong kunin ang lahat ng mga tala ng doktor, lahat ng mga MRI, lahat ng mga x-ray at mga resulta ng lab na naipon ng mga pasyente sa iba't ibang mga opisina ng doktor at mga pagbisita sa ospital at pagsama-samahin silang lahat? Anong mga insight at pattern ang maaaring matutunan ng mga doktor at mananaliksik sa pamamagitan ng pagsusuri ng malakihang data?
Si Doff McElhinney, MD, propesor ng cardiothoracic surgery sa Stanford University School of Medicine, ay nagtutulak ng pag-unlad patungo sa pag-alam kung ano ang hitsura ng pangangalaga ng pasyente sa ganoong uri ng konektadong mundo.
Tulad ng ipinaliwanag ni McElhinney, ang mga elektronikong data ng pasyente at mga device sa pangangalap ng data ay nagiging ubiquitous, na lumilikha ng isang mahusay na pagkakataon upang magamit ang mataas na throughput analytics upang makakuha ng mahahalagang insight at paganahin ang mas tumpak, personal, at epektibong pangangalagang pangkalusugan. Ang ganitong mga pag-unlad ay lalong mahalaga para sa mga pinaka-mahina na pasyente na may kumplikado, malalang kondisyon, tulad ng mga batang may single ventricle heart defects.
Isang taon na ang nakalilipas, lumipat si McElhinney sa buong bansa sa Stanford upang manguna bilang direktor ng bagong Clinical and Translational Research Program ng Children's Heart Center. Ang nobelang programa, isa sa iilan lamang na tulad nito sa bansa, ay nagbibigay ng kritikal na imprastraktura para sa collaborative na pediatric heart research sa Lucile Packard Children's Hospital Stanford at pinagsasama-sama ang mga clinician at researcher para mapabilis ang proseso ng pagsasalin ng mga pangunahing natuklasan sa agham sa mga medikal na pagsulong.
Sa pamamagitan ng mga pakikipagtulungang ito, masigasig si McElhinney na galugarin ang mga nobelang bahagi ng pananaliksik. "Bagaman napakalaking pag-unlad ang nagawa sa pamamahala ng mga bata at matatanda na may congenital heart disease, marami pa ring hindi nalutas na mga problema at pagkakataon upang isulong ang larangan," sabi niya.
Ang Clinical and Translational Research Program ay nagpapatuloy ng mga pagsisiyasat sa pangunahing pathophysiology, pagsusuri, at pangangalaga ng mga pasyente; ang pagbuo ng mga bagong kagamitang medikal at teknolohiya; at ang paggamit ng malaking data upang pag-aralan ang impormasyon mula sa mga talaan ng pasyente at palawakin ang aming pag-unawa sa mga kumplikadong klinikal at pathological na proseso.
Nilalayon ng McElhinney na ipaliwanag kung paano mailalapat ang personalized na gamot sa pangangalaga sa puso. "Gumagamit ang mga oncologist ng iba't ibang gamot batay sa uri ng mutasyon, at nagbibigay-daan ito para sa iba't ibang pangangalaga," sabi niya. "Siguro ito ay pareho sa congenital heart disease. Ang isang mas malinaw, mas pinong pag-unawa sa pasyenteng iyon ay maaaring magbigay-daan para sa mas pinong gamot." Ang mga stem cell therapies ay isa pang arena na sabik na imbestigahan ng McElhinney bilang isang magandang paggamot para sa mga congenital heart defect—isa na maaaring i-personalize sa mga pangangailangan ng bawat pasyente.
Sa kabutihang palad, ang McElhinney ay nasa perpektong lugar upang makahanap ng mga sagot sa mahahalagang tanong na ito. Ang Clinical and Translational Research Program ay may perpektong kinalalagyan sa Stanford University, isang research-intensive na institusyon na nangunguna na sa paggamit ng malaking data upang harapin ang mga hamon sa biomedicine at gumawa ng pandaigdigang epekto sa paraan ng pag-diagnose, paggamot, at pag-iwas sa sakit.
"Ang Stanford ay may pabago-bago, makabagong kultura sa mga tuntunin ng pagtatrabaho sa impormasyon sa malikhain at progresibong paraan," sabi ni McElhinney. "Umaasa kaming mapakinabangan ang kulturang iyon para makagawa ng mga kakaibang bagay sa cardiac program. Talagang hinahabol namin ang aming hakbang at pinagsasama-sama ang maraming tao."
Sinabi ni McElhinney na ang isa sa mga iginuhit ng pediatric cardiology para sa kanya ay ang mga hamon na kailangan pa ring tugunan, kung isasaalang-alang ang anatomical at physiological complexities na kinakaharap ng mga pediatric cardiologist. "Sa napakaraming dimensyon, marami pang dapat matutunan. Hindi ito ang parehong trabaho noong nagsimula ako," sabi niya. "At hindi ito magiging pareho sa loob ng 10 taon."
Alison Marsden, PhD
Associate Professor ng Pediatrics (Cardiology) at ng Bioengineering
Isang dekada na ang nakalipas, si Alison Marsden, PhD, ay nagdidisenyo ng mas tahimik na mga pakpak ng eroplano. Ngunit nang makumpleto niya ang kanyang disertasyon sa wing optimization para sa kanyang PhD sa mechanical engineering sa Stanford, alam niyang gusto niyang ituloy ang isang bagay na mas down-to-earth para sa kanyang postdoctoral na pag-aaral.
Sa lumalabas, ang kanyang background sa mechanical at aerospace engineering ay nagbigay ng perpektong pundasyon para sa kanyang kasalukuyang tungkulin—pagdidisenyo ng mas mahusay na mga operasyon para sa mga batang may congenital heart disease.
"Interesado akong magtrabaho sa isang bagay na may higit na aplikasyon ng tao," sabi niya. "At nakita kong lubos na nakakaganyak na magtrabaho sa mga problemang medikal sa mga bata."
Nakipagsosyo kay Jeffrey Feinstein, MD, MPH, isang pediatric cardiologist at Dunlevie Family Professor of Pediatrics (Cardiology) sa Stanford, gumugol si Marsden ng mahabang oras sa pag-aaral tungkol sa cardiology at pag-shadow kay Feinstein sa kanyang mga round sa Lucile Packard Children's Hospital
Stanford. "Siya ay magtatanong sa akin na parang ako ay isang med student," paggunita ni Marsden, tumatawa.
Sa kalaunan, si Marsden at Feinstein ay naging pangunahing mga collaborator.
Si Marsden, na kamakailan ay bumalik sa Stanford bilang associate professor ng pediatrics sa cardiology pagkatapos ng ilang taon sa faculty sa University of California, San Diego, ay inilapat ang kanyang kaalaman sa fluid mechanics upang maunawaan kung paano dumadaloy ang dugo sa mga puso at daluyan ng dugo ng mga batang may congenital heart defects. Sinimulan niya ang paggamit ng kanyang mga simulation sa computer sa diagnostic at ngayon ay gumagamit din siya ng mga modelo ng computer upang maghanap ng mga paraan upang mapabuti ang mga surgical procedure.
Ang mga koponan sa pagbuo ng mga solusyon sa engineering sa mga problemang medikal ay medyo karaniwan, paliwanag ni Feinstein, ngunit ang pagtiyak na ang mga teoretikal na disenyo ay gagana sa isang klinikal na setting, tulad ng ginagawa ni Marsden, ay isang mas mataas na hadlang upang tumalon. "Ito ay isang maliit na grupo ng mga tao na pinipiling gawin ang kanyang ginagawa, at kung sino ang gumagawa nito pati na rin siya," sabi ni Feinstein. "Ang pagkakaroon sa kanya bilang isang miyembro ng aming pediatric cardiology faculty ay isang napakalaking asset habang hinahangad naming higit pang pinuhin ang pangangalaga para sa aming mga pasyente."
Ang trabaho ni Marsden ay nagbibigay ng paraan ng pagsubok ng mga bagong disenyo ng operasyon sa computer bago subukan ang mga ito sa mga pasyente, katulad ng paggamit ng mga inhinyero ng mga computer code upang subukan ang mga bagong disenyo para sa mga eroplano o sasakyan. Ginawa ni Marsden at ng kanyang team ang pagpipino ng isang surgical procedure na tinatawag na Fontan—ang huling hakbang sa isang serye ng mga operasyon na dapat dumaan sa mga batang may single ventricle defect para mabuhay.
Sa pagtitistis sa Fontan, ang malalaking ugat na nagbabalik ng dugo sa puso mula sa katawan ay direktang konektado sa mga arterya na nagpapadala ng deoxygenated na dugo sa mga baga, na bumubuo ng isang binagong T-shaped junction. Nilalampasan nito ang puso sa isang gilid upang ang nagresultang sirkulasyon ay naglalagay ng solong pumping chamber sa pinakamainam na paggamit. Gamit ang mga modelong hinango mula sa data ng imahe ng MRI, gumamit si Marsden ng mga modelo ng computer upang magdisenyo at mag-optimize ng bagong uri ng koneksyon para sa pamamaraan ng Fontan sa hugis ng isang Y (tinatawag na Y-graft Fontan). Ang mga modelo ng computer ay makakatulong sa mga pediatric surgeon na matukoy kung ang pamamaraang ito ay makikinabang sa isang pasyente, gayundin kung paano gaganap ang puso ng isang pasyente sa panahon ng katamtamang ehersisyo.
"Ang pagmomodelo ng computer ay ginagawang posible na subukan ang mga diskarte na may mataas na peligro at mataas na gantimpala," sabi ni Marsden. "Nagbibigay ito sa amin ng isang paraan upang subukan ang mga ideyang wala sa kahon na walang panganib sa mga pasyente."
Ang Y-graft refinement na iyon ay matagumpay na nasubok kamakailan sa isang pilot study sa anim na pasyente na may promising clinical outcomes. Nagsisimula na ngayon si Marsden na bumuo ng mga pagpipino at mga nobelang diskarte sa iba pang mga pediatric na operasyon sa puso.
"Ang trabaho ni Alison ay nagbibigay-daan sa amin upang tumingin sa mga bagay na hindi namin maaaring tingnan sa anumang iba pang paraan," sabi ni Feinstein. "Ang buong konsepto ng simulation-based na gamot ay nag-aalok ng mga pagkakataon upang subukan ang mga bagay na walang panganib sa mga pasyente. Sa ganitong uri ng computer modeling, maaari kang gumawa ng 100 simulation bago mo ito subukan sa isang pasyente."
Sushma Reddy, MD
Assistant Professor ng Pediatrics (Cardiology)
Matuturuan ba tayo ng maliliit na hibla ng RNA ng mouse kung paano tulungan ang mga batang may congenital heart defect na mabuhay nang mas mahaba, mas malusog na buhay? Si Sushma Reddy, MD, katulong na propesor ng pediatrics sa cardiology, ay nagsabi ng oo, at nagbubunyag ng mga signal sa dugo ng mouse na maaaring magbigay ng babala sa mga doktor tungkol sa paparating na pagpalya ng puso.
Si Reddy ay unang naging interesado sa cardiology bilang isang medikal na estudyante. Bakit cardiology? "Ito ay ang pisyolohiya na ginagawa itong ganap na kapana-panabik at ito ay gumagawa ng iyong pag-iisip sa iyong mga paa," sabi ni Reddy. Mula noon, nagkaroon ng napakalaking hakbang sa paggamot sa mga congenital na depekto sa puso, at ang mga pasyente ay nananatiling buhay at gumagawa ng mas mahusay kaysa sa 20 taon na ang nakararaan.
"Kami ay patuloy na itulak ang mga teknolohikal na hangganan upang matulungan ang aming mga pasyente," sabi niya, na binabanggit na marami pa ring hindi nasagot na mga tanong.
Partikular na interesado si Reddy sa mga batang ipinanganak na may isang gumaganang ventricle—isang kondisyong tinatawag na single ventricle heart defect. Kahit na matapos ang isang serye ng mga kumplikadong operasyon upang mapabuti ang sitwasyon, ang mga batang ito ay patuloy na mayroong isang pumping chamber sa halip na dalawa, at sa gayon ay hindi sila kasing lakas ng mga batang may normal na puso.
"Sa ilang sandali, ang lahat ng mga batang ito ay napupunta sa pagkabigo sa puso-lahat sila," paliwanag ni Reddy. Gumagamit ang mga doktor ng echocardiograms at cardiac MRI upang masubaybayan kung gaano kahusay ang ginagawa ng mga puso ng mga pasyenteng ito, ngunit ang mga maagang palatandaan ng problema ay maaaring hindi matukoy gamit ang mga diskarte sa imaging na ito. Sa oras na magpakita sila ng klinikal na katibayan ng pagpalya ng puso, ang sakit ay advanced at karamihan sa mga medikal na therapy ay hindi epektibo sa pagbabalik sa prosesong ito.
Tinatalakay ni Reddy ang problemang ito sa pamamagitan ng pag-aaral ng mga depekto sa puso sa mga daga na gayahin ang problema ng mga pasyente ng congenital heart disease ng tao. Sa partikular, pinag-aaralan niya ang makinarya na kumokontrol sa mga gene at protina na namamagitan sa pagpalya ng puso. Nalaman niya na ang maliliit na hibla ng RNA—microRNAs—ay isang marker ng paparating na pagpalya ng puso. "Natukoy namin ang isang grupo ng mga microRNA na sa tingin namin ay mahalaga," sabi ni Reddy. "Nagbibigay sila sa amin ng mga pahiwatig kung kailan nagsisimulang mag-decompensate ang puso, mas maaga kaysa sa kasalukuyang mga pamamaraan na ginagamit namin. Mayroon kaming maagang data sa mga batang may sakit sa puso na nagpapakita na ang mga biomarker na ito ay kapaki-pakinabang na mga predictor ng paglala ng sakit."
Kasalukuyan siyang nakikipagtulungan sa iba pang mga sentro upang makita kung ang mga biomarker ng dugo na natukoy niya sa mga daga ay naroroon din sa mga bata sa mas malaking sukat. Ang pinakamahusay na diskarte, sabi niya, ay upang pagsamahin ang mga pagsusuri sa biomarker ng dugo sa kasalukuyang mga pagsusuri sa imaging upang bigyan ang pinaka kumpletong larawan kung gaano kahusay ang ginagawa ng isang pasyente na may congenital heart disease.
Ang pananaliksik ni Reddy kamakailan ay nakatanggap ng malaking tulong noong siya ay ginawaran ng Mentored Clinical Scientist Research Career Development Award, isang K08 grant mula sa National Institutes of Health (NIH), na magpopondo sa kanyang trabaho sa pag-unawa sa mga mekanismo ng pagpalya ng puso at ang pagbuo ng mga biomarker sa susunod na limang taon. Sa kanyang mga unang taon sa Stanford, umasa si Reddy sa mga pribadong mapagkukunan tulad ng mga gawad mula sa Children's Heart Foundation at isang regalo sa CVICU para pondohan ang kanyang pananaliksik. Ang mga maagang gawad na iyon at pagpopondo sa regalo ay nagbigay-daan sa kanya na magtatag ng paunang data, na matagumpay na niyang nagamit upang makuha ang prestihiyosong NIH grant. "Ito ang pribadong pagpopondo na nakatulong sa akin na makarating kung nasaan ako ngayon," sabi niya.
Sinabi ni Reddy na hinahangaan niya ang pagpayag ng kanyang mga pasyente na sumubok ng mga bagong diskarte. “Kahanga-hanga ang mga bata at pamilyang nakikita ko,” sabi niya. "Sila ay ipinanganak na may sakit at nabubuhay kasama nito sa haba ng kanilang buhay. Isang pribilehiyo na alagaan sila, at ang kanilang pagpupursige ay nag-uudyok sa akin na makahanap ng pinakamahusay na posibleng paggamot."
Ang artikulong ito ay unang lumabas sa Fall 2015 na isyu ng Balitang Pambata ni Lucile Packard.
