Il Centro nazionale per la ricerca cardiovascolare (CNIC), in collaborazione con scienziati spagnoli e stranieri, ha sviluppato un nuovo strumento diagnostico che consente la valutazione simultanea dell’attività elettrica e meccanica (contrattile) del cuore.
Riepilogo La valutazione elettromeccanica non invasiva durante la fibrillazione atriale identifica le alterazioni sottostanti della miopatia atriale con valore prognostico precoce La caratterizzazione elettromeccanica durante la fibrillazione atriale (FA) rimane una delle principali lacune nella comprensione della miopatia atriale correlata alla fibrillazione atriale. Questo studio riporta approfondimenti meccanicistici sul processo di rimodellamento elettromeccanico associato alla progressione della fibrillazione atriale e dimostra ulteriormente il suo valore prognostico nella clinica. Nei suini, la valutazione elettromeccanica sequenziale durante la progressione della FA mostra una progressiva diminuzione dell’attività meccanica e una dissociazione precoce dalla sua controparte elettrica. Campioni di tessuto atriale provenienti da animali affetti da fibrillazione atriale rivelano un aumento anomalo della morte dei cardiomiociti e alterazioni delle proteine che gestiscono il calcio. La proteomica quantitativa ad alto rendimento e le analisi immunoblot nei diversi stadi della progressione della fibrillazione atriale identificano la downregulation delle proteine contrattili e il progressivo aumento della fibrosi atriale. Inoltre, tecniche avanzate di mappatura ottica, applicate alle preparazioni dell’intero cuore durante la FA, dimostrano che il rimodellamento correlato alla FA diminuisce la soglia di frequenza per la dissociazione tra i segnali di tensione transmembrana e i transitori di calcio intracellulare rispetto ai controlli sani. Anche le simulazioni unicellulari di cardiomiociti atriali umani confermano i risultati sperimentali. Nei pazienti, la valutazione non invasiva della relazione elettromeccanica atriale dimostra ulteriormente che la dissociazione elettromeccanica atriale è un indicatore prognostico precoce per il controllo del ritmo acuto e a lungo termine. Dimostrano che il rimodellamento correlato alla FA diminuisce la soglia di frequenza per la dissociazione tra i segnali di voltaggio transmembrana e i transitori di calcio intracellulare rispetto ai controlli sani. |
Figura : Rappresentazione schematica della progressione del rimodellamento elettromeccanico degli atri del cuore durante la fibrillazione atriale, che indica in ogni stadio della malattia la probabilità di ripristinare il ritmo normale dopo un episodio ininterrotto di fibrillazione atriale.
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Uno studio multidisciplinare condotto da scienziati del Centro nazionale per la ricerca cardiovascolare (CNIC) presenta un nuovo metodo per valutare i cambiamenti strutturali ed elettrofisiologici, chiamati rimodellamento atriale , che si verificano nel cuore dei pazienti con fibrillazione atriale, una delle forme più frequenti di aritmia. Il nuovo metodo diagnostico si basa sulla valutazione simultanea dell’attività elettrica e meccanica (contrattile) negli atri del cuore durante la fibrillazione atriale. Lo studio è pubblicato su Nature Communications (DOI 10.1038/s41467-023-40196-y).
Il responsabile dello studio, David Filgueiras, ha spiegato che, fino ad ora, “si trattava di una sfida non vinta”, perché, da un lato, “la tecnologia disponibile non permetteva di integrare entrambi i tipi di informazioni per fornire una valutazione più completa”, e dall’altro “durante la fibrillazione atriale, i movimenti contrattili degli atri sono di bassa intensità e misurarli è una sfida tecnica”. La fibrillazione atriale è un battito cardiaco irregolare e spesso molto rapido che può causare la formazione di coaguli di sangue nel cuore, aumentando il rischio di ictus, insufficienza cardiaca e complicazioni correlate. La condizione di fibrillazione atriale colpisce circa 10 milioni di persone in Europa e circa 700.000 in Spagna.
La fibrillazione atriale è attualmente classificata in base alla durata del paziente in aritmia. Tuttavia, spiega la dottoressa Filgueiras, che guida il gruppo di Sviluppo Avanzato dei Meccanismi e Terapie dell’Aritmia del CNIC ed è cardiologo dell’Istituto di Ricerca Sanitaria dell’Ospedale Clinico San Carlos (IdISSC), “questa classificazione temporale non fornisce informazioni sulla lo stato di un paziente o il grado di rimodellamento atriale , un parametro particolarmente importante nei primi mesi della condizione, quando i processi patologici sottostanti possono progredire a ritmi diversi.
Secondo il dottor Filgueiras, “l’importanza di questo nuovo metodo diagnostico è la sua capacità di fornire una valutazione personalizzata del grado di rimodellamento atriale di un singolo paziente, indipendentemente dalla classificazione clinica basata su criteri temporali”.
I primi tre autori dello studio sono Daniel Enríquez Vázquez, del Complesso Ospedaliero Universitario di A Coruña e membro della Rete spagnola di ricerca cardiovascolare (CIBERCV), e gli scienziati del CNIC Jorge G. Quintanilla e Alba García Escolano. Il Dott. Enríquez Vázquez ha sottolineato che “a livello clinico, i risultati mostrano che la dissociazione elettromeccanica nei pazienti con fibrillazione atriale è un solido indicatore della progressione della malattia e della necessità di adottare misure urgenti per riportare questi pazienti a un ritmo normale”. in modo efficiente e stabile. maniera."
L’équipe guidata dal dottor Filgueiras ha lavorato in collaborazione con i colleghi dell’Ospedale Clinico San Carlos, dell’Ospedale Universitario Centrale delle Asturie, dell’Hospital de la Santa Creu i Sant Pau, del Complesso Ospedaliero Universitario di A Coruña, dell’Università Complutense di Madrid, l’Università Politecnica di Madrid, l’Università Autonoma di Barcellona, l’Università del Connecticut e il CIBERCV. Negli ultimi 10 anni, questo team di esperti nazionali e internazionali ha lavorato insieme per integrare i dati cardiaci elettrici e meccanici per consentire la caratterizzazione personalizzata dello stato dei cambiamenti patologici associati alla progressione della fibrillazione atriale.
Questo team eterogeneo è stato in grado di raggiungere questo obiettivo utilizzando un approccio multidisciplinare.
Nella prima fase, ingegneri e fisici hanno progettato la strategia più appropriata per integrare i dati elettrici e meccanici . La soluzione trovata è stata quella di misurare l’attività meccanica utilizzando l’imaging Doppler, un metodo non invasivo che fornisce informazioni sui movimenti del tessuto atriale e l’attività elettrica utilizzando l’elettrocardiografia di superficie.
Entrambi gli approcci sono facili da implementare in clinica perché non sono invasivi e possono essere eseguiti durante un esame ecografico transtoracico, uno studio di routine della forma e della funzione del cuore e di alcune delle sue strutture interne.
Alla seconda fase hanno partecipato esperti di biologia, biotecnologia, biochimica e ingegneria biomedica, in collaborazione con l’Unità di Proteomica del CNIC e cardiologi clinici. Gli studi sperimentali condotti in questa fase hanno correlato le informazioni ottenute con il nuovo approccio con i cambiamenti patologici sottostanti nel tessuto auricolare. Queste informazioni sono state utilizzate per sviluppare nuove tecniche di mappatura avanzate e simulazioni al computer per rivelare i meccanismi alla base del rimodellamento elettrico e meccanico durante la progressione della fibrillazione atriale.
La fase finale è stata uno studio prospettico multicentrico su 83 pazienti in una fase iniziale di sviluppo della fibrillazione atriale, per determinare il valore prognostico della valutazione elettrica e meccanica simultanea degli atri nei pazienti con questo tipo di aritmia.
I risultati sperimentali e clinici hanno rivelato uno squilibrio tra l’attivazione elettrica e meccanica (contrattile) negli atri nelle prime fasi della malattia. Ciò fa sì che i due parametri si dissocino , in modo che l’attivazione contrattile non possa tenere il passo con l’attivazione elettrica, un fenomeno che i ricercatori chiamano dissociazione elettromeccanica atriale . Il ritmo di questa dissociazione è specifico per il singolo paziente, anche se in assenza di ripristino di un ritmo normale si osserva solitamente entro i primi 2-3 mesi dopo un episodio ininterrotto di fibrillazione atriale.
Un vantaggio chiave del nuovo approccio è che la dissociazione elettromeccanica atriale viene identificata prima della comparsa di segni clinici evidenti di rimodellamento atriale strutturale . "L’uso di questo nuovo approccio diagnostico consente la caratterizzazione precoce del rimodellamento sottostante nei pazienti con fibrillazione atriale", ha affermato il dott. Filgueiras. “Lo studio dimostra che è possibile integrare dati elettrici e meccanici provenienti dagli atri di pazienti affetti da fibrillazione atriale per ottenere informazioni prognostiche personalizzate sulla progressione clinica della malattia”.
Nicasio Pérez Castellano, dell’IdISSC, e David Calvo Cuervo, dell’Ospedale Centrale delle Asturie e attualmente membro dell’IdISSC, hanno sottolineato che, “oltre ai risultati ottenuti, un grande punto di forza di questo nuovo approccio è la sua natura, che facilita notevolmente la gestione.” dei pazienti con fibrillazione atriale.
Julián Pérez Villacastín, collaboratore clinico dello studio presso l’Ospedale Clínico San Carlos, CIBERCV e attualmente presidente della Società Spagnola di Cardiologia, ha aggiunto che “questa ricerca e la sua implementazione clinica consentiranno una gestione sempre più personalizzata dei pazienti con fibrillazione atriale”.
Lo studio è stato finanziato dal Programma H2020 dell’Unione Europea (Grant Agreement No. 965286), dal Ministero della Scienza e dell’Innovazione (PID2019-109329RB-I00 e PGC2018-097019-B-I00), dal Carlos III Health Institute (Fondo Europeo per la Ricerca Sanitaria) PRB3 (PT17/0019/0003-ISCIII-SGEFI/FEDER, ProteoRed), Fondo Interospedaliero per la Ricerca Cardiovascolare, CIBERCV, Fundación Salud 2000 e Fundación La Caixa (codice progetto HR17-00247).
