Corazones virtuales para mejorar los tratamientos

En su pequeño cuerpo, los médicos tienen que colocar la batería en el abdomen y, en aquellos con malformaciones cardíacas, la sonda no siempre puede introducirse en el delgado vaso sanguíneo. Además, cada corazón es diferente, por lo que los cirujanos se ven obligados a hacer virguerías y, muchas veces, tienen que situar los electrodos fuera del corazón, lo que resta eficacia a sus descargas eléctricas.

Actualmente, no hay ninguna forma de determinar la localización ideal de los desfibriladores implantables -destinados a pacientes con arritmias- en esta delicada situación en la que cualquier fallo, como una colocación desafortunada, puede tener graves consecuencias.

Para facilitarles la tarea a los médicos y mejorar las expectativas para los pacientes, en el Laboratorio de Cardiología Computacional de la Universidad John Hopkins (Estados Unidos) han desarrollado un método no invasivo para estudiar el comportamiento del corazón.

Un equipo liderado por la investigadora Natalia Trayanova crea modelos virtuales y personalizados para simular el funcionamiento del corazón de cada paciente, teniendo en cuenta sus particularidades. En otras palabras: construye una simulación informática del órgano real.

Réplicas muy complejas

De entre todas las réplicas virtuales de órganos, las del corazón están entre las más complejas: deben imitar su dinámica a diferentes niveles, desde el molecular al músculoar. Y en este último, además, entran en juego las contracciones y relajaciones que caracterizan los latidos.

"Utilizamos los datos de las resonancias magnéticas", explica Trayanova. En las imágenes en blanco y negro obtenidas mediante esta técnica, las zonas del corazón que han sufrido daños, como los provocados por un infarto, aparecen más oscuras. "Tratamos los datos para crear las superficies; después generamos el modelo y una cuadrícula geométrica", prosigue la científica. A continuación, recubren esta especie de carcasa de células cardiacas artificiales. "Donde el tejido está intacto, tienen la estructura y funcionamiento de células sanas, pero en las áreas deterioradas sus propiedades son distintas", asegura la investigadora.

Hasta hace poco, estos modelos se utilizaban principalmente para estudios anatómicos. Sin embargo, "los cardiólogos son capaces de mejorar las terapias, minimizar el impacto de las técnicas invasivas de diagnóstico y reducir los costes médicos", dice Trayanova. En el caso de los desfibriladores, por ejemplo, los especialistas determinan si un paciente realmente necesita un implante basándose, principalmente, en la proporción de sangre bombeada fuera del corazón en cada latido.

Pese al diagnóstico, "en el primer año después de la intervención (normalmente realizada tras haber sufrido un infarto), solo alrededor del 5% de los pacientes sufren arritmias", dice Trayanova. Muchos de los dispositivos, por tanto, no resultan realmente necesarios.

"A partir del modelo, podemos predecir si una persona sufrirá una arritmia", sostiene la investigadora. Observando cómo se comportan las células artificiales que han creado, pueden analizar también la organización de las células durante las arritmias. "El médico puede así tratar el tejido y eliminarlo, lo que supondría una cura permanente", destaca la científica.

Otra de las aplicaciones es trazar en el órgano virtual el camino que debe seguir el catéter a través de la vena hasta el corazón. Actualmente, el paciente tiene que aguantar un procedimiento que dura entre 4 y 12 horas: "El médico debe introducir el catéter, moverlo lentamente y medir el potencial eléctrico punto a punto hasta construir el mapa".

Apoyo de los NIH

Hasta ahora, han creado 41 corazones virtuales para distintos pacientes, en colaboración con varias clínicas. Su objetivo es seguir con las pruebas para comprobar la fiabilidad de los pronósticos. Para eso, los comparan con las previsiones de los médicos y la evolución real de los afectados.

El objetivo final es que el enfermo tenga su propio corazón virtual, para lo que cuentan con el apoyo de los Institutos Nacionales de Salud (NIH) estadounidenses, que han otorgado a Trayanova el premio a Nuevos Innovadores, valorado en 4 millones de dólares, para avanzar en su investigación. "Es un reconocimiento a un proyecto muy innovador, que entraña un alto riesgo, pero que puede aportar grandes beneficios para la Humanidad", concluye la científica.