I bambini obesi potrebbero trarre beneficio dal monitoraggio avanzato del flusso sanguigno
L’obesità infantile è considerata una delle sfide più grandi dei nostri tempi. Solo in Europa, secondo il Piano d’azione per le politiche dell’UE (2014-2020)(si apre in una nuova finestra), nel 2010 il 33 % dei bambini di 6-9 anni erano obesi o sovrappeso, un aumento dell’8 % in soli due anni. I bambini obesi hanno più probabilità di diventare adulti obesi, aumentando il rischio di una serie di malattie croniche non trasmissibili e di morte prematura. Rispetto ai bambini normopeso, essi sono affetti in misura maggiore da livelli elevati di colesterolo nel sangue e dai primi segnali di malattie cardiovascolari (MCV). Si pensa che l’emodinamica(si apre in una nuova finestra), strettamente correlata alla malattia cardiovascolare, sia influenzata negativamente dall’obesità. Il progetto CALLIRHEO(si apre in una nuova finestra), intrapreso con il supporto di Azioni Marie Skłodowska-Curie (MSCA), ha utilizzato dati di multiscan 3D continui tali da creare, per la prima volta, modelli altamente precisi dell’intera vascolarizzazione arteriosa paziente-specifica, dalla radice aortica(si apre in una nuova finestra) fino alle arterie più piccole del braccio. Questo permetterà ai ricercatori di studiare il rapporto tra il flusso sanguigno e i marcatori per la malattia connessa alla circolazione. Il progetto ha inoltre acquisito dati paziente-specifici di risonanza magnetica a contrasto di fase(si apre in una nuova finestra) (PCMRI, Phase Contrast MRI) provenienti da pazienti normali e obesi, che hanno fornito misurazioni della velocità del flusso sanguigno. La combinazione di questi dati con diversi metodi di fluidodinamica computazionale(si apre in una nuova finestra) (CFD, Computational Fluid Dynamics), ha portato a modelli personalizzati multiscala che possono essere utili per la pratica clinica. «È la prima volta che la ricerca ha studiato l’obesità infantile da una prospettiva legata all’emodinamica utilizzando la CFD avanzata», dichiara Asimina Kazakidi, borsista di ricerca MSCA. «L’incidenza scientifica di CALLIRHEO potrebbe essere molto rilevante, per i settori della modellizzazione numerica e https://it.wikipedia.org/wiki/Ingegneria_biomedica (dell’ingegneria biomedica)».
L’importanza dell’emodinamica
L’emodinamica è considerata come il meccanismo di fondo responsabile della formazione di lesioni aterosclerotiche precoci, dove un’arteria si restringe a causa dell’accumulo di placche costituite da grasso, colesterolo e calcio. Questi accumuli danneggiano le pareti arteriose, compromettendo le loro funzioni: si tratta di uno dei segnali precoci della maggior parte delle malattie cardiovascolari. I metodi della CFD sono stati utilizzati da CALLIRHEO poiché hanno consentito in modo unico le simulazioni paziente-specifiche delle reti complesse di arterie per l’analisi delle modifiche vascolari indotte dall’obesità. «La fluidodinamica computazionale è un metodo appetibile dato che può quantificare variabili che sono difficili da misurare nelle persone o nelle colture cellulari. Questo tipo di modellizzazione numerica è ora ben accettata per il trattamento predittivo e la pianificazione chirurgica dato che visualizza possibili esiti e migliora il processo decisionale», spiega Kazakidi. Per collaudare il loro approccio, il gruppo ha osservato circa 20 set di dati paziente-specifici provenienti dal Queen Elizabeth University Hospital(si apre in una nuova finestra) a Glasgow, in Scozia. Da questi test è emerso un rapporto forte tra il comportamento del flusso sanguigno e i marcatori di malattie correlate al flusso. I risultati sono stati presentati durante diverse conferenze nazionali e internazionali e in articoli di riviste(si apre in una nuova finestra).
Ridurre la malattia cardiovascolare
Mentre l’obesità può essere caratterizzata come una malattia alimentare provocata da un elevato assorbimento di calorie e grassi, le cause di fondo sono multifattoriali e coinvolgono un miscuglio di scelte ambientali, culturali e di stile di vita(si apre in una nuova finestra). Tramite opportunità di coinvolgimento del pubblico, tra cui incontri nelle scuole primarie e nei centri scientifici, il progetto ha rafforzato la consapevolezza tra i bambini e gli adulti circa le ripercussioni dell’obesità sulla salute, quali il rischio maggiore di malattie cardiovascolari. «Questa ricerca potrebbe avere un impatto sociale notevole per una migliore comprensione delle modifiche vascolari indotte dall’obesità nei bambini e per il settore sanitario e la scienza medica nelle metodologie innovative avanzate», osserva Kazakidi. Ora il team del progetto è in procinto di allestire collaborazioni con università canadesi e britanniche per l’accesso a un numero più ampio di set di dati paziente-specifici. Tutto ciò consentirà loro di confermare ulteriormente la veridicità del modello e di allargare l’analisi a diversi gruppi per sesso, età e indice di massa corporea.
Parole chiave
CALLIRHEO, obesità infantile, malattia cardiovascolare, fluidodinamica computazionale, vascolare, emodinamica, colesterolo, arteria, modelli
