L’aritmia cardiaca, un disturbo nei segnali elettrici del cuore che ne altera il ritmo, può mettere in pericolo la vita e richiede spesso interventi rapidi e precisi. Uno studio condotto in Svezia ha presentato una possibile rivoluzione nella sua gestione in situazioni di emergenza. I ricercatori hanno sviluppato una soluzione basata su nanoparticelle. Iniettata intorno al cuore, consente a uno stimolatore cardiaco temporaneo di auto-assemblarsi e correggere le irregolarità del battito, con l’ausilio di una fonte di alimentazione esterna. Questo approccio potrebbe trasformare le modalità di trattamento delle aritmie in ambienti difficili. Pensiamo ad esempio a zone di guerra o escursioni in montagna, dove i tradizionali dispositivi non sono facilmente accessibili
Aritmia cardiaca: un disturbo diffuso e pericoloso
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L’aritmia cardiaca si verifica quando il cuore batte troppo velocemente, lentamente o in modo irregolare a causa di anomalie nei segnali elettrici che regolano il suo ritmo.
Questo disturbo può essere trattato con farmaci. Tuttavia, in molti casi è necessario l’uso di dispositivi elettrici come defibrillatori o pacemaker per ripristinare il ritmo corretto. Tali apparecchiature, tuttavia, richiedono l’intervento chirurgico per l’impianto e possono essere difficili da utilizzare in situazioni di emergenza.
Ad esempio, in contesti di guerra, dove l’accesso a strutture sanitarie adeguate è limitato, o in luoghi remoti, come durante spedizioni scientifiche in regioni polari o esplorazioni di giungle, l’impianto e la manutenzione di tali dispositivi possono diventare particolarmente complessi.
Allo stesso modo, in missioni di esplorazione spaziale, dove le risorse mediche sono estremamente limitate e l’ambiente è altamente sfidante, gestire un’aritmia può rappresentare una sfida significativa. Fortunatamente, è in arrivo una novità.
La nuova scoperta: nanoparticelle e stimolatori cardiaci temporanei
Un recente studio pubblicato su Nature Communications ha mostrato un approccio innovativo per affrontare questo problema. Un team di scienziati svedesi ha progettato uno stimolatore cardiaco temporaneo che può essere somministrato tramite un’iniezione di nanoparticelle direttamente attorno al cuore.
Queste, sono così piccole da poter essere iniettate con un ago sottilissimo, creando una struttura conduttiva attorno al cuore che aiuta a regolare il battito cardiaco.
«Abbiamo sviluppato uno stimolatore cardiaco iniettabile per situazioni di emergenza, che consiste in una siringa carica di una soluzione di nanoparticelle». A spiegarlo, Roger Olsson, professore di biologia chimica e terapeutica dell’Università di Lund e professore di chimica medicinale all’Università di Göteborg. Queste nanoparticelle formano un polimero conduttivo che si integra con il tessuto cardiaco, facilitando la registrazione dell’ECG e la correzione delle aritmie.
Come funziona il sistema?
Una volta iniettata, la soluzione di nanoparticelle si trasforma in una struttura conduttiva che può stimolare il cuore utilizzando segnali elettrici.
«Se colleghi un telefono cellulare al sito di iniezione vicino al cuore, puoi stimolare temporaneamente il ritmo del cuore per un massimo di cinque giorni».
A precisarlo, Umut Aydemir, primo autore dello studio.
L’alimentazione per lo stimolatore viene fornita tramite un dispositivo portatile, come un cellulare, che può trasferire cariche elettriche al polimero attraverso un cavo collegato alla pelle.
Implicazioni e futuri sviluppi
«Questo approccio ha il vantaggio di essere “minimamente invasivo”».
Ad osservarlo, Martin Hjort, ricercatore associato in biologia chimica e terapeutica dell’Università di Lund. «Inoltre, lo stimolatore cardiaco si degrada spontaneamente e viene escreto dal corpo dopo il trattamento, quindi non deve essere rimosso chirurgicamente».
Il principio delle 3R
Finora, il sistema è stato testato su modelli animali, tra cui pesci zebra ed embrioni di pollo, seguendo il principio delle 3R (Ridurre, Raffinare, Sostituire), cioè un insieme di linee guida etiche per l’utilizzo degli animali nella ricerca scientifica. Nello specifico, “Ridurre” si riferisce alla necessità di ridurre al minimo il numero di animali utilizzati negli esperimenti. “Raffinare” implica migliorare le tecniche sperimentali per minimizzare il dolore e la sofferenza degli animali coinvolti. Infine, “Sostituire” significa trovare alternative agli esperimenti sugli animali, come modelli in vitro o simulazioni al computer, quando possibile. Questi principi mirano a garantire che la ricerca scientifica sia condotta in modo etico e responsabile, rispettando il benessere animale per minimizzare l’uso di mammiferi.
Con i risultati positivi ottenuti, i ricercatori ora mirano a testare questa tecnologia su animali più grandi, come i maiali, per prepararsi alla fase clinica umana.
Fonti
Aydemir, U., et al. “Assemblaggio in situ di uno stimolatore cardiaco iniettabile,” Nature Communications (2024). Olsson, R., e Hjort, M. “Nanoparticelle e stimolatori cardiaci temporanei: Nuove frontiere nella cardiologia d’emergenza.” Nature Communications (2024).