HOUSTON (9 de enero de 2024) — Un estudio innovador, liderado por el Dr. Mehdi Razavi del Instituto del Corazón de Texas (THI), en colaboración con un equipo de ingeniería biomédica de la Facultad de Ingeniería Cockrell de la Universidad de Texas en Austin (UT Austin), dirigido por la Dra. Elizabeth Cosgriff-Hernandez , sienta las bases de un régimen de tratamiento revolucionario para la arritmia ventricular . Su estudio, publicado en Nature Communications, demuestra el diseño y la viabilidad de una nueva modalidad de estimulación cardíaca basada en hidrogel.

 

La urgente necesidad de un régimen terapéutico eficaz para la arritmia ventricular inspiró al equipo de Investigación Clínica e Innovaciones en Electrofisiología (EPCRI) del THI, dirigido por su director, el Dr. Razavi, a asociarse con la Dra. Cosgriff-Hernandez y su equipo de Ingeniería Biomédica de la Universidad de Texas en Austin (UT Austin BME) para desarrollar conjuntamente una estrategia innovadora que aborde la fisiopatología de la arritmia por reentrada.

La arritmia ventricular , que se produce en las cavidades inferiores del corazón o ventrículos, es la principal causa de muerte súbita cardíaca en Estados Unidos. Cuando la alteración del ritmo cardíaco se produce de forma autosostenida, se denomina arritmia por reentrada , que suele ser mortal.

 

“La reentrada se produce principalmente por una conducción retardada en los tejidos cardíacos cicatrizados, generalmente tras la oclusión de una arteria coronaria durante un infarto , lo que puede corregirse mediante la estimulación cardíaca en estas regiones”, explicó el Dr. Razavi, cardiólogo y electrofisiólogo cardíaco en ejercicio. “Estos hidrogeles pueden acceder al tejido cicatrizado, permitiendo así la estimulación directa de las regiones del corazón que de otro modo serían inaccesibles”.

 

Dada la bioestabilidad, biocompatibilidad, propiedades ajustables y la facilidad para incorporar conductividad eléctrica a los hidrogeles , los científicos los están explorando como posibles electrodos que pueden administrarse fácilmente dentro de las venas coronarias. Una ventaja clínica de este sistema único es que se puede evitar la isquemia al administrar el hidrogel a través de las venas.

 

Los investigadores implementaron con éxito la innovadora tecnología de hidrogel mediante la administración de un catéter mínimamente invasivo en un modelo porcino.

 

Según el Dr. Cosgriff-Hernandez, “los hidrogeles poseen importantes propiedades conductoras que permiten la estimulación simultánea desde múltiples puntos a lo largo del hidrogel y crean una vía de conducción similar a la de las fibras de Purkinje ”.

 

Actualmente, la arritmia se trata con medicamentos y procedimientos que controlan los ritmos irregulares. Los fármacos antiarrítmicos disponibles en el mercado no siempre son eficaces; si bien disminuyen la velocidad de conducción, facilitan la arritmia por reentrada. Además, estos fármacos pueden ser tóxicos y provocar la destrucción de tejidos cercanos a las regiones afectadas del corazón. Incluso con las terapias de ablación intervencionista , ampliamente utilizadas , la arritmia reaparece en una proporción significativa de pacientes. Ninguno de estos procedimientos aborda el mecanismo de reentrada.

 

Los desfibriladores cardíacos implantados para compensar las deficiencias de las opciones terapéuticas actuales son dolorosos al administrar descargas eléctricas para restablecer el ritmo cardíaco y pueden deteriorar gravemente la calidad de vida del paciente. Si no se trata, la arritmia puede dañar el corazón, el cerebro u otros órganos, provocando un accidente cerebrovascular o un paro cardíaco , durante el cual el corazón deja de latir de forma repentina e inesperada.

 

“Cuando se inyecta en los vasos objetivo, el hidrogel conductor se adapta a la morfología de los vasos del paciente. Agregar un marcapasos tradicional a este gel permite una estimulación que se asemeja a la conducción nativa del corazón, imitando efectivamente el ritmo eléctrico nativo del corazón, y extingue la causa de la arritmia, proporcionando una desfibrilación indolora”, agregó el Dr. Cosgriff-Hernández.

 

El trabajo demuestra por primera vez la capacidad de conferir estimulación eléctrica directa del miocardio medio nativo y cicatrizado a través de electrodos de hidrogel inyectables como modalidad de estimulación.

 

Con la colocación de catéteres mínimamente invasivos y tecnologías de marcapasos estándar, este estudio indica la viabilidad de una nueva modalidad de estimulación que se asemeje a la conducción nativa, eliminando potencialmente la arritmia reentrante letal y proporcionando desfibrilación indolora, que puede adoptarse con éxito en un flujo de trabajo clínico.

 

El avance científico es significativo considerando que el manejo del dolor es muy relevante para el bienestar general de los pacientes con enfermedades cardíacas, pulmonares y sanguíneas. Esta innovación en la desfibrilación indolora y la prevención de arritmias podría revolucionar el manejo del ritmo cardíaco.

 

La financiación provino del Instituto Nacional del Corazón, los Pulmones y la Sangre de los Institutos Nacionales de Salud ( R01 HL162741 ); la Beca Predoctoral Ford, administrada por la Academia Nacional de Ciencias, Ingeniería y Medicina; la Beca de Disertación Ford, administrada por la Academia Nacional de Ciencias, Ingeniería y Medicina; la Oficina del Vicerrector de Investigación de la Universidad de Texas en Austin; el Premio del Fondo de Investigación Roderick D. MacDonald 19RDM004; y la Cátedra Sultan Qaboos de Cardiología en la Fundación St. Luke's.

 

El contenido de esta investigación es responsabilidad exclusiva de los autores y no representa necesariamente las opiniones oficiales de los NIH.

 

Rodríguez-Rivera, GJ, Post, A., John, M., Buchan, S., Bernard, D., Razavi, M., Cosgriff-Hernández, E. Electrodos de hidrogel inyectables como vías de conducción para restaurar el marcapasos nativo. Nat Commun 15 , 64 (2024). doi: 10.1038/s41467-023-44419-0

 

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Acerca del Instituto del Corazón de Texas

El Instituto del Corazón de Texas (THI) es una organización independiente sin fines de lucro con la misión de mejorar la salud cardiovascular actual a través de investigaciones pioneras, liderazgo intelectual, educación y atención al paciente. Ubicado dentro del Centro Médico de Texas en Houston, Texas, y fundado en 1962 por el renombrado cirujano cardíaco Dr. Denton Cooley, THI realizó el primer trasplante de corazón e implante de corazón artificial total exitoso en los Estados Unidos. Desde entonces, sus médicos y cirujanos siguen siendo reconocidos como líderes mundiales en el diagnóstico y tratamiento incluso de las afecciones cardiovasculares más complejas. Los programas de investigación del THI continúan ampliando los límites de la ciencia cardiovascular al traducir los descubrimientos de laboratorio en la atención al paciente. THI ha sido clasificado entre los mejores centros cardiovasculares de los Estados Unidos por US News & World Report durante más de 30 años. www.corazóndetexas.org
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Acerca de la Universidad de Texas en Austin

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