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Imagenología 3D no destructiva para ayudar a reparar los corazones dañados

Solo en Europa, la enfermedad cardiovascular es responsable de más de 4 millones de muertes cada año. Cerca del 80 % de los casos son evitables, pero requieren nuevas tecnologías que ofrezcan un diagnóstico rápido e intervenciones precisas.

Salud

En la actualidad, el diagnóstico de la enfermedad cardiovascular (ECV) se basa en la evaluación de la macroanatomía cardíaca, el funcionamiento del corazón completo y los marcadores metabólicos de todo el cuerpo. Esto hace que el 20 % de los casos se diagnostiquen incorrectamente y que, en los pacientes de edad avanzada, el 60 % de las ECV estén sin diagnosticar.

Estudio de la microanatomía y del metabolismo del corazón

Con el apoyo del programa Marie Skłodowska-Curie, el proyecto ANATOMY-FOUND se propuso estudiar los pasos del desarrollo de la ECV que se producennylon antes de que puedan detectarse las macropatologías habitualmente empleadas para el diagnóstico. Para ello, el personal clínico requiere técnicas no invasivas de diagnóstico por imagen para órganos específicos que permitan examinar la microanatomía y el metabolismo del corazón, que posteriormente pueden correlacionarse con la función cardíaca. «Los primeros procesos de la ECV a menudo se originan en las células del corazón antes de convertirse en una enfermedad que afecta a todo el órgano. Por este motivo, se requieren nuevas tecnologías que permitan evaluar la microanatomía en 3D de alta resolución y el metabolismo regional específico del órgano», explica Robert Stanley Stephenson, beneficiario de una beca Marie Skłodowska-Curie. Para investigar la microanatomía del corazón, los investigadores utilizaron la microtomografía computarizada (micro-TAC) realzada con contraste, una técnica de rayos X «ex vivo» que utiliza un agente de contraste a base de yodo. Esto ayuda a distinguir la grasa, el músculo, el sistema de conducción y el tejido conjuntivo a resoluciones espaciales próximas al nivel de las células individuales. Mediante el uso de este enfoque, los investigadores observaron por primera vez en 3D el sistema de conducción de corazones humanos normales y con malformaciones congénitas. Además, estudiaron la disposición de las cadenas de miocitos usando micro-TAC y resonancia magnética con tensores de difusión, y demostraron que la orientación de los miocitos se ve modificada en los corazones patológicos. Los datos de la exploración mostraron que el principal factor que contribuye a la deformación miocárdica, y por consiguiente a la función de bombeo, no son los cambios en la orientación de la cadena de miocitos sino la redisposición de las unidades agregadas de los miocitos. Una nueva técnica de imágenes metabólicas «in vivo» con piruvato radiomarcado como sonda de imagenología mostró una reducción del potencial metabólico aeróbico y un cambio asociado a un estado metabólico no deseable en los corazones enfermos. Curiosamente, esta alteración se correlacionó con un marcado remodelado morfológico.

Repercusión de ANATOMY-FOUND

A través de las modernas tecnologías de imagenología 3D y 4D no destructiva, ANATOMY-FOUND investigó con éxito la microestructura y el funcionamiento del corazón en pacientes sanos y enfermos. Los resultados ofrecen una perspectiva más precisa sobre el sistema de conducción cardíaca y cómo se remodela en el caso de los corazones con malformaciones congénitas. Dado que la conducción cardíaca es el marcapasos biológico del corazón, es importante que el personal clínico no dañe estas células durante una cirugía u otro tipo de intervención. Al proporcionar un modelo 3D preciso de la conducción cardíaca, ANATOMY-FOUND espera hacer más seguras las cirugías. De cara a este objetivo, los socios del proyecto han producido los primeros corazones impresos en 3D con un miocardio flexible transparente para ilustrar un sistema de conducción cardíaca por colores. Este enfoque mejorará la planificación quirúrgica y se espera que reduzca la morbimortalidad en pacientes con malformaciones cardíacas congénitas. Los hallazgos del proyecto sugieren que la alteración metabólica se asocia con el remodelado cardíaco y que puede manifestarse como una disfunción de la bomba e insuficiencia cardíaca. La técnica de imagenología metabólica «in vivo» utilizada en ANATOMY-FOUND tiene un gran potencial como herramienta para un diagnóstico rápido de la ECV y podría convertirse en una técnica de detección utilizada habitualmente en el entorno clínico. Tal y como destaca el investigador Michael Pedersen: «ANATOMY-FOUND ofrece un posible nuevo método para diagnosticar la cardiopatía antes de utilizar los métodos tradicionales basados en características morfológicas». Además, su capacidad para identificar cambios regionales en el corazón podría allanar el camino para tratamientos dirigidos en el futuro.

Palabras clave

ANATOMY-FOUND, enfermedad cardiovascular (ECV), conducción cardíaca, microanatomía, miocito, remodelado, resonancia magnética con tensores de difusión), microtomografía computarizada (micro-TAC) realzada con contraste

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