Effets d'étirements sur le déclenchement de cellules Purkinje // Stretch Effects on Ectopic Purkinje Firing

Les maladies cardiaques sont la principale cause de décès dans les pays industrialisés. La moitié de ces décès sont dus à des arythmies, c'est-à-dire à des perturbations de l'activation électrique ordonnée des tissus. Le système de Purkinje (SP) est le système de conduction rapide du cœur, chargé de distribuer le signal électrique pour assurer une activation presque synchrone. Cependant, les fibres du système de Purkinje peuvent être soumises à un étirement anormal qui peut induire une mise à feu et déclencher une arythmie. Cette thèse développera le modèle électromécanique le plus détaillé de l'activation du ventricule basé sur l'IRM/CT à haute résolution qui permet de segmenter les trabécules, les brins musculaires épais sur la surface endocardique à travers lesquels les fibres du PS sont connues pour courir. Des simulations informatiques électromécaniques seront réalisées pour étudier le fonctionnement du cœur entier en calculant les biomarqueurs cliniques (pression, ECG, fraction d'éjection). Des pathologies telles que des cicatrices et/ou des perturbations électriques, le bloc de branche par exemple, seront mises en œuvre pour modifier le développement de la déformation dans le cœur battant, conduisant à des augmentations locales de l'étirement qui ouvrent des canaux activés par l'étirement pour provoquer des tirs ectopiques dans les cellules de la PS. Le rôle des régions adjacentes qui ont été étirées, mais pas suffisamment pour induire des tirs, sera exploré car elles peuvent fournir un bloc de conduction important pour que les réentrées se développent. Les conditions dans lesquelles ces tirs conduisent à une arythmie mortelle seront élucidées.
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Heart disease is the leading cause of death in the industrialized world. Half of these deaths are caused by arrhythmias, disturbances to the orderly electrical activation of the tissue. The Purkinje System (PS) is the fast conduction system of the heart, responsible for distributing the electrical signal to ensure a nearly synchronous activation. However, the fibres of the PS may be subject to abnormal stretch which can induce firing to start an arrhythmia. This thesis will develop the most detailed electromechanical model of ventricle activation based on high resolution MRI/CT which allows segmenting trabecula, the thick muscle strands on the endocardial surface through which PS fibres are known to run. Electromechanical computer simulations will be performed which will investigate whole heart functioning by calculating clinical biomarkers (pressure, ECG, ejection fraction). Pathologies like scars and/or electrical disturbances, bundle branch block for example, will be implemented to alter the development of strain within the beating heart, leading to local stretch increases which open stretch-activated channels to provoke ectopic firing in the cells of the PS. The role of adjacent regions which were stretched, but not enough to induce firing, will be explored as they may provide important conduction block for reentries to develop. The conditions under which these firings lead to lethal arrhythmia will be elucidated.
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Début de la thèse : 01/09/2025

Appel à projets - UB PhD Scholarships

Université de Bordeaux

39 Mathématiques et Informatique

L'étudiant(e) responsable de ce projet devrait idéalement être un étudiant en ingénierie avec une spécialisation en génie biomédical ou, au minimum, en génie mécanique. L'étudiant(e) doit être compétent dans le développement de modèles informatiques et l'analyse des résultats. À ce titre, le candidat(e) doit posséder de solides compétences informatiques pour analyser des données spatio-temporelles complexes et présenter les résultats de manière originale. La connaissance de Python ou de MatLab est essentielle. L'élaboration de modèles, la connaissance des méthodes numériques et la capacité à exécuter des simulations sur de grandes installations informatiques à haute performance sont des compétences à développer, mais il n'est pas nécessaire de coder des logiciels de simulation. Des connaissances en biologie sont hautement souhaitables, mais elles peuvent être acquises par le biais de cours et de la littérature, ainsi que par l'application pratique. Le candidat(e) devra rédiger au moins un article scientifique en anglais pour des revues internationales. Sont éligibles uniquement des candidatures internationales, à savoir : - des candidates ou candidats ayant obtenu (ou en cours d'obtention de) leur diplôme d'accès au doctorat (Master ou équivalent) dans un établissement à l'étranger - des candidates ou candidats actuellement dans un Graduate Program de l'université de Bordeaux, inscrits en deuxième année de Master et ayant obtenu leur diplôme d'accès au Master dans un établissement à l'étranger Seront prises en compte uniquement les candidatures soumises sur la plateforme suivante : https://aap.u-bordeaux.fr/ et avant le 17 mars à 23h59 (GMT Paris). Un guide de candidature ainsi que la liste des documents à soumettre sont disponibles sur la plateforme. Pour toute question, veuillez contacter : internationalisation.doctorat@u-bordeaux.fr
The student responsible for this project should ideally be an engineering student with specialization in biomedical, or at a minimum, mechanical engineering. The student should be competent in developing computer models and analyzing results. As such, the candidate needs strong computer skills, for analyzing complex spatiotemporal data, and presenting results in original ways. Knowledge of Python or MatLab is essential. Developing models, a knowledge of numerical methods, and being able to run simulations on large high performance computing facilities are skills to be further developed, but coding simulation software is not necessary. Biological knowledge is highly desirable, but can be obtained though courses and literature, as well as practical application. The applicant will be expected to write at least one scientific article which will need to be in English for international journals. The UB PhD scholarship program is open to international candidates only, which means: - candidates holding (or currently enrolled in) a national level master's degree or another degree conferring master's status from a foreign institution - candidates currently in a Graduate Program, enrolled in second year of Master at the University of Bordeaux, and holding a degree from a foreign institution We will only consider applications submitted on the following platform: https://aap.u-bordeaux.fr/ and prior March 17, at 11:59pm (GMT Paris). A guide on how to apply as well as the list of documents to submit are available on the platform. For any question, please contact: internationalisation.doctorat@u-bordeaux.fr