Una nueva metodología aclara la señal eléctrica del corazón lesionado

Un equipo de investigación coordinado por David Filgueiras, de la Unidad de Arritmias del Servicio de Cardiología del Hospital Clínico y del Laboratorio de Desarrollo de Terapias Avanzadas en Arritmias del Centro Nacional de Investigaciones Cardiológicas (CNIC), ambos en Madrid, ha desarrollado un trabajo basado en el uso de la imagen óptica de alta resolución como herramienta viable y aplicable a la electrofisiología cardíaca in vivo, cuyos resultados recoge Cardiovascular Research y que se resumen en que la tecnología de fibra óptica, combinada con ratiometría de voltaje, obtiene registros ópticos de alta resolución, en modelo animal, sin evidenciarse toxicidad sistémica ni cardíaca.

La señal eléctrica del corazón es el elemento que guía a los profesionales para llevar a cabo un determinado procedimiento cardiológico, pues permite identificar la zona de interés y poder tratarla a través de un catéter. Actualmente, la visualización de la señal eléctrica en el corazón, cuando el tejido está sano, devuelve una señal muy limpia y fácil de interpretar. Pero, si existe enfermedad (cicatrices o un corazón dañado por otro tipo de sustrato, como la insuficiencia cardíaca avanzada), esta señal eléctrica puede empeorar y ser difícil de interpretar.

Corazón que se contrae

Las dificultades de la señal eléctrica se han mantenido durante los últimos 30 años por la inexistencia de metodologías más específicas. El gold estándar para evitar esos problemas sería utilizar la propia visualización de lo que se denomina potencial de acción de los cardiomiocitos: se podría llevar a cabo “tomando la célula cardiaca y aislándola, lo que no es viable, o cogiendo el corazón y utilizar unas sustancias llamadas fluoróforos sensibles al voltaje de la membrana celular. Aprovechando la fluorescencia que emiten estos fluoróforos, cuando cambia el voltaje en la célula, se obtiene información precisa del potencial de acción de los cardiomiocitos o lo que es lo mismo, electricidad con precisión celular”, indica Filgueiras a DM.

Lo que queda claro es que la interpretación de la señal eléctrica cuando se realiza un procedimiento cardíaco es compleja y se intensifica en zonas del corazón muy dañadas, teniendo además que superar los artefactos que se producen cuando el corazón se contrae. Filgueiras explica que todas las lesiones cardíacas que se acompañan de cicatrices son las que más ruido y artefactos originan, lo que dificulta su interpretación: infartos, miocardiopatía dilatada avanzada, miocarditis con cicatrices residuales que, “si se acompañan además de arritmia, complican aún más las interpretaciones”. La metodología diseñada por este grupo se ha aplicado tanto en corazón sano como en corazón infartado.

Las lesiones cardíacas que se acompañan de cicatrices son las que más ruidos y artefactos originan: infartos, miocardiopatía dilatada avanzada o miocarditis con cicatriz residual

Una de las estrategias ideadas por este equipo, que ha contado con la colaboración de especialistas del Centro Richard D. Berlin de la Universidad de Connectituc, en Estados Unidos, y de investigadores independientes de Toronto, en Canadá, para mejorar la visualización cardiaca in vivo, ha sido la utilización de cartografía óptica de voltaje para la cual se ha diseñado una tecnología que ha permitido eliminar el movimiento cardiaco y visualizar en la propia fluorescencia la electricidad del tejido.

“Se trata de la ratiometría óptica de voltaje, técnica que permite iluminar el movimiento y obtener el potencial de acción en el tejido en su ambiente natural, que es la contracción normal del corazón. Es una aproximación técnica, aún experimental, que ofrece una imagen más nítida de la realidad eléctrica cardíaca y, lo más importante, con el corazón latiendo”, subraya Filgueiras. La ratiometría se centra, por tanto, en obtener señal óptica de la activación eléctrica del corazón mediante técnicas de cancelación del movimiento contráctil del corazón.

Propiedades de los fluoróforos 

La investigación se ha planteado en un modelo animal de cerdo, pero con el corazón latiendo y en su ambiente natural. “Se han utilizado las propiedades que ofrece el fluoróforo, que es un tinte, y que en determinadas longitudes de onda es capaz de invertir la señal de fluorescencia, de un espectro positivo a un espectro negativo”. Aprovechando esas propiedades, así como determinados fluoróforos con cualidades ratiométricas -adecuados además para su uso con sangre, presente en procedimientos cardiacos-, y un espectro de luz infrarroja -que atraviesa bien la sangre-, “fue posible cancelar los artefactos de movimiento y visualizar el potencial de movimiento en el corazón contrayéndose”.

La fibra óptica podría incorporarse a un catéter convencional, lo que sería de gran utilidad para la clínica asistencial 

Para Filgueiras, uno de los aspectos de mayor interés para la clínica asistencial, y en el que el grupo ya está trabajando, es que los análisis se hicieron con cámaras y con tecnología de fibra óptica, “destacable porque ambas podrían incorporarse a un catéter convencional. En principio, la tecnología de fibra óptica se uniría a catéteres, obteniéndose así la optimetría a través del catéter”.

Sin evidencia de toxicidad

Según el cardiólogo, esta posibilidad futura de incorporar supondría otro sustancial avance y de máxima utilidad para patologías cardíacas. “La señal óptica es local, no tiene problemas con lo que denominamos campo lejano: la fibra obtiene información de un punto, pero cuando se acompaña de un electrodo, los datos se refieren a una zona concreta, más los de toda el área que la rodea. Dependiendo del tamaño del electrodo, se obtendrá más o menos campo lejano. Otra de las grandes ventajas es que se elimine toda la contaminación -ruidos y artefactos- de lo que está alrededor de la zona cardíaca analizada”.

Los fluoróforos, que se inyectan a través de la circulación coronaria, no han mostrado toxicidad, según estudios detallados (RM, análisis de toxicidad renal, cardíaca, cerebral y hepática) en el modelo animal. De los dos fluoróforos probados -el convencional di-4-ANBDQBS y el de tercera generación di-4-ANEQ(F)PTEA-, el convencional provocó hipotensión transitoria no observada con el de tercera generación. Pasado un tiempo, el fluoróforo se elimina; es similar a los contrastes que se emplean para las coronarias o los TAC, con la diferencia de que emite fluorescencia en el corazón”, aclara Filgueiras.

 

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