Novo estudo descobre a principal causa de arritmias cardíacas mortais

Visão geral do estudo, ilustrando o estudo cardíaco computacional prospectivo clínico e mecanístico combinado de dois centros. EP, eletrofisiológico. Crédito: Pesquisa Cardiovascular da Natureza (2022). DOI: 10.1038/s44161-022-00133-6

Os ataques cardíacos causam cicatrizes no coração, deixando os pacientes vulneráveis ​​a distúrbios do ritmo cardíaco que podem levar à morte súbita. Embora nem todos os que sofreram um infarto cardíaco desenvolvam uma arritmia, se o fizerem, isso normalmente acontecerá cerca de três anos após o ataque. Nesses pacientes, a gordura também penetra na parede do coração na região da cicatriz após três anos. Até agora, no entanto, a relação entre esses depósitos de gordura e o desenvolvimento de arritmias não era clara.

Um estudo clínico e computacional combinado liderado por pesquisadores da Johns Hopkins e da Universidade da Pensilvânia revela que a mistura de gordura com tecido sicatricial é a força motriz por trás do desenvolvimento de distúrbios do ritmo cardíaco. Os resultados da equipe foram publicados em 6 de outubro na Pesquisa Cardiovascular da Natureza.

O Hub conversou com a autora correspondente do estudo, Natalia Trayanova, professora de Engenharia Biomédica Murray B. Sachs na Johns Hopkins, para falar sobre esses novos resultados. Co-diretor da Alliance for Cardiovascular Diagnostic and Treatment Innovation e membro do Institute for Computational Medicine, Trayanova é pioneiro no uso de réplicas virtuais 3D do coração e de suas funções elétricas, que são personalizadas para pacientes com diversas doenças cardíacas. condições. Ela fez parceria neste estudo com Jonathan Chrispin, professor assistente de medicina e diretor de arritmia pesquisa na Escola de Medicina Johns Hopkins, e Saman Nazarian, professor de medicina do Hospital da Universidade da Pensilvânia.

Você pode descrever como você conduziu este estudo?

Precisávamos entender se cicatrizes no coração ou a presença de gordura na parede do coração – ou ambos – contribuem para arritmias em pacientes pós-infarto. Para isso, precisávamos primeiro analisar imagens do coração dos pacientes e ver onde ocorrem as cicatrizes e a penetração da gordura. No entanto, como as cicatrizes no coração são visualizadas na ressonância magnética com contraste, enquanto a gordura só pode ser vista na tomografia computadorizada com contraste, não havia registros de pacientes que tivessem os dois tipos de dados de imagem já disponíveis. Então decidimos realizar um estudo clínico prospectivo, no qual pacientes pós-infarto que estavam programados para se submeter a um tratamento invasivo para suas arritmias fizeram uma ressonância magnética e uma tomografia computadorizada.

Usando fundos de uma doação do NIH entre pesquisadores da Universidade da Pensilvânia e nós da Johns Hopkins, 24 pacientes foram matriculados em ambas as instituições. Meu laboratório usou as imagens de ressonância magnética e tomografia computadorizada dos pacientes para criar os primeiros modelos digitais baseados em tomografia computadorizada e ressonância magnética dos corações dos pacientes e os usou para entender como distúrbios do ritmo cardíaco surgem nesses pacientes. Os resultados das simulações, juntamente com os registros elétricos adquiridos dos corações dos pacientes durante o procedimento de tratamento, nos ajudaram a descobrir o papel da gordura penetrante nas arritmias letais. Este foi um verdadeiro estudo clínico e computacional combinado, com pacientes prospectivamente matriculados em dois centros clínicos diferentes.

O que você descobriu?

Usando os modelos de coração personalizados executados por Eric Sung, o primeiro autor do artigo e aluno do meu laboratório, determinamos que quantidades maiores de gordura na parede do coração de um paciente eram preditivas de uma maior probabilidade de arritmias; em contraste, uma quantidade maior de cicatrizes não foi associada a uma maior probabilidade de arritmia.

Usando os modelos cardíacos do paciente e os registros clínicos adquiridos durante o procedimento, a presença de gordura na parede do coração diminuiu a condução de sinais elétricos subjacentes ao ritmo cardíaco, tornando-os mais propensos a se comportar de maneira desordenada. No geral, o estudo demonstrou que a penetração de gordura em vez de cicatrizes no coração é a principal razão para a ocorrência de arritmia nesses pacientes.

Quais são as implicações na vida real do que você aprendeu?

Nossos achados implicam a gordura que penetra nas paredes do coração como um novo e significativo ator nas arritmias pós-infarto. Esse achado desafia a sabedoria convencional, que considera a cicatriz no coração como a principal causa de distúrbios do ritmo cardíaco em pacientes com infarto.

Prevemos que esse novo conhecimento motivará novas estratégias terapêuticas específicas do paciente para mitigar os distúrbios do ritmo cardíaco. Por exemplo, o conhecimento de como a gordura é distribuída no coração afetará como as ablações por cateter são administradas para tratar arritmias. Também prevemos a implementação de novas estratégias farmacológicas para diminuir a extensão da penetração de gordura em pacientes pós-infarto, diminuindo assim a ocorrência de eventos arrítmicos.

Quais são seus próximos passos com esta pesquisa?

Continuaremos a inscrever pacientes para aumentar o tamanho da coorte de pacientes e garantir que nossos achados permaneçam válidos. Também pretendemos examinar se a gordura penetrante desempenha um papel nos distúrbios do ritmo cardíaco em outras doenças cardíacas.