Un nuevo estudio descubre la causa principal de las arritmias cardíacas mortales

Los ataques cardíacos cicatrizan el corazón, lo que deja a los pacientes vulnerables a trastornos del ritmo cardíaco que pueden conducir a la muerte súbita. Si bien no todos los que han sufrido un infarto cardíaco desarrollarán una arritmia, si lo hacen, generalmente sucederá alrededor de tres años después del ataque. En estos pacientes, la grasa también penetra en la pared del corazón en la región de la cicatriz después de tres años. Sin embargo, hasta ahora no estaba clara la relación entre esos depósitos de grasa y el desarrollo de arritmias.

Un estudio clínico y computacional combinado dirigido por investigadores de Johns Hopkins y la Universidad de Pensilvania revela que la grasa que se entremezcla con el tejido cicatricial es la fuerza impulsora detrás del desarrollo de alteraciones del ritmo cardíaco. Los resultados del equipo se publicaron el 6 de octubre en Investigación cardiovascular de la naturaleza.

The Hub se reunió con la autora correspondiente del estudio, Natalia Trayanova, profesora de ingeniería biomédica Murray B. Sachs en Johns Hopkins, para hablar sobre estos nuevos resultados. Codirectora de Alliance for Cardiovascular Diagnostic and Treatment Innovation, y miembro del Institute for Computational Medicine, Trayanova es pionera en el uso de réplicas virtuales en 3D del corazón y sus funciones eléctricas, que se personalizan para pacientes con diversas cardiopatías. condiciones. Se asoció en este estudio con Jonathan Chrispin, profesor asistente de medicina y director de investigación de arritmia ventricular en la Escuela de Medicina Johns Hopkins, y Saman Nazarian, profesor de medicina en el Hospital de la Universidad de Pensilvania.

¿Puede describir cómo llevó a cabo este estudio?

Necesitábamos entender si la cicatrización en el corazón o la presencia de grasa en la pared del corazón, o ambos, contribuyen a las arritmias en los pacientes que han sufrido un infarto. Para hacerlo, primero necesitábamos analizar las imágenes de los corazones de los pacientes y ver dónde se producen las cicatrices y la penetración de grasa. Sin embargo, dado que las cicatrices en el corazón se visualizan en la resonancia magnética mejorada con contraste, mientras que la grasa solo se puede ver en las tomografías computarizadas mejoradas con contraste, no había registros de pacientes que tuvieran ambos tipos de datos de imágenes ya disponibles. Así que decidimos realizar un estudio clínico prospectivo, en el que a los pacientes después de un infarto que estaban programados para someterse a un tratamiento invasivo para sus arritmias se les realizó una resonancia magnética y una tomografía computarizada.

Usando fondos de una subvención del NIH entre investigadores de la Universidad de Pensilvania y nosotros en Johns Hopkins, se inscribieron 24 pacientes en ambas instituciones. Mi laboratorio usó las imágenes de resonancia magnética y tomografía computarizada de los pacientes para crear los primeros modelos digitales basados ​​en tomografía computarizada y resonancia magnética de los corazones de los pacientes, y los usó para comprender cómo surgen los trastornos del ritmo cardíaco en estos pacientes. Los resultados de las simulaciones, junto con los registros eléctricos obtenidos de los corazones de los pacientes durante el procedimiento de tratamiento, nos ayudaron a descubrir el papel de la grasa penetrante en las arritmias letales. Este fue un verdadero estudio clínico y computacional combinado, con pacientes reclutados prospectivamente en dos centros clínicos diferentes.

¿Qué encontraste?

Usando los modelos de corazón personalizados ejecutados por Eric Sung, el primer autor del artículo y estudiante en mi laboratorio, determinamos que una mayor cantidad de grasa en la pared del corazón de un paciente predecía una mayor probabilidad de arritmias; por el contrario, una mayor cantidad de cicatrices no se asoció con una mayor probabilidad de arritmia.

Utilizando tanto los modelos cardíacos del paciente como los registros clínicos adquiridos durante el procedimiento, se descubrió que la presencia de grasa en la pared del corazón ralentiza la conducción de las señales eléctricas que subyacen al ritmo cardíaco, lo que las hace más propensas a comportarse de manera desordenada. En general, el estudio demostró que la grasa penetrante en lugar de la cicatrización en el corazón es la razón principal de la aparición de arritmia en estos pacientes.

¿Cuáles son las implicaciones en la vida real de lo que aprendiste?

Nuestros hallazgos implican a la grasa que penetra en las paredes del corazón como un actor nuevo e importante en las arritmias posteriores al infarto. Este hallazgo desafía la sabiduría convencional, que considera la cicatrización en el corazón como la razón principal de los trastornos del ritmo cardíaco en pacientes con infarto.

Prevemos que este nuevo conocimiento motivará nuevas estrategias terapéuticas específicas del paciente para mitigar los trastornos del ritmo cardíaco. Por ejemplo, el conocimiento de cómo se distribuye la grasa en el corazón afectará la forma en que se administran las ablaciones con catéter para tratar las arritmias. También prevemos la implementación de nuevas estrategias farmacológicas para disminuir la extensión de la grasa penetrante en pacientes post-infarto, disminuyendo así la ocurrencia de eventos arrítmicos.

¿Cuáles son sus próximos pasos con esta investigación?

Continuaremos inscribiendo pacientes para aumentar el tamaño de la cohorte de pacientes y garantizar que nuestros hallazgos sigan siendo válidos. También tenemos la intención de examinar si la grasa penetrante juega un papel en las alteraciones del ritmo cardíaco en otras enfermedades cardíacas.