Los investigadores han desarrollado una nueva forma de capturar las propiedades biomecánicas detalladas del tejido cardíaco. La técnica óptica de alta resolución llena un vacío tecnológico importante necesario para desarrollar y probar terapias que eventualmente podrían usarse para curar el daño cardíaco después de un ataque cardíaco.
"Hoy en día, alrededor de un millón de personas sufren ataques cardíacos cada año, y actualmente no existe cura para la cicatrización del tejido cardíaco resultante", dijo Kirill V. Larin, de la Universidad de Houston, Texas, quien codirigió la investigación con James F. Martindel Baylor College of Medicine y el Texas Heart Institute. "Estamos trabajando para desarrollar formas de regenerar el tejido cardíaco y nuestra investigación trabaja para medir las propiedades mecánicas para determinar si el corazón se está curando en respuesta a las terapias".
En la revista The Optical Society OSA Biomedical Optics Express , los investigadores informan los resultados de estudios en ratones que muestran que una técnica de alta resolución conocida como elastografía de coherencia óptica OCE se puede utilizar para comparar las propiedades mecánicas del tejido sano y el tejido marcado por un ataque cardíaco inducido. Los investigadores planeanuse la técnica para evaluar la efectividad de las terapias destinadas a revertir el daño al tejido cardíaco.
Regeneración del tejido cardíaco
Los ataques al corazón ocurren cuando un coágulo de sangre impide que la arteria coronaria suministre sangre rica en oxígeno al corazón. Este bloqueo priva al oxígeno del músculo cardíaco y en poco tiempo causa daño permanente en forma de tejido cicatrizado. Este daño se quitaenergía del corazón que late y afecta qué tan bien puede contraerse para bombear sangre.
"Los experimentos han demostrado que el tejido de corazones de mamíferos recién nacidos puede regenerarse por completo, pero con la edad esta capacidad de regeneración disminuye", dijo Larin. "El grupo de Martin está trabajando en formas de manipular estas vías moleculares de una manera que estimule el tejido cardíaco adulto pararepararse a sí mismo "
Los investigadores recurrieron a OCE, una técnica desarrollada en el laboratorio de Larin, para ver si podría ser útil para observar qué tan bien funcionaban las terapias experimentales en modelos de ratón. OCE se basa en la tomografía de coherencia óptica OCT de la técnica de imágenes biomédicas.proporciona imágenes de alta resolución de las microestructuras de tejido. Sin embargo, en lugar de obtener información estructural, OCE utiliza los principios de OCT para crear mapas de alta resolución de la mecánica del tejido.
OCE es ideal para observar la mecánica de los tejidos en los corazones de los ratones porque tiene la resolución necesaria para detectar si el límite entre el tejido sano y el cicatrizado se mueve en respuesta a la terapia. Aunque se pueden usar otras modalidades de imágenes como resonancia magnética o ultrasonido para examinar el tejidomecánica, son más adecuados para grandes áreas de tejido en lugar de un corazón pequeño y delicado del ratón.
La realización de OCE requiere que se induzcan ondas mecánicas en el tejido. Al igual que una piedra que cae al agua causa un patrón de ondas, el tejido expuesto a una pequeña fuerza mecánica exhibirá un patrón específico de ondas que se propagan a través de él. Los investigadores desarrollaron modelos analíticospara reconstruir las propiedades mecánicas del tejido mediante el análisis de la velocidad o las características espaciales de las ondas.
"Debido al tamaño pequeño y la naturaleza delicada del corazón del ratón, tuvimos que hacer un equipo especial para generar perturbaciones muy pequeñas en el tejido", dijo Larin. "La presión, el momento y la ubicación de esta fuerza aplicada tenían que ser muyprecisa. Las ondas también tenían que tener amplitudes muy pequeñas, lo cual era importante para preservar el tejido ".
Examen de tejido después de un ataque cardíaco
Los investigadores probaron su enfoque de imágenes en muestras de tejido de ratones. Después de un ataque cardíaco inducido, los ratones desarrollaron cicatrices similares a las causadas por un ataque cardíaco en las personas. A las seis semanas, los investigadores extirparon los corazones y usaron OCEpara medir las propiedades mecánicas del tejido cardíaco.
Los investigadores vieron que el tejido dañado mostró una disminución de la anisotropía, o direccionalmente de la propagación de la onda, en comparación con el tejido sano. Esta observación indicó que las fibras musculares en el área dañada estaban más desorganizadas que el tejido sano. También vieron diferencias enrigidez tisular entre tejido sano y dañado usando OCE.
"Esta es la primera aplicación de OCE para el mapeo de alta resolución de las propiedades mecánicas musculares del corazón", dijo Larin. "Pudimos ver diferencias en las propiedades mecánicas del tejido cardíaco normal y las áreas con infarto de miocardio. En elEn el futuro, queremos utilizar la técnica para examinar el tejido cardíaco regenerado para ayudarnos a encontrar una terapia que pueda beneficiar a millones de personas en todo el mundo que han experimentado un ataque cardíaco ".
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Materiales proporcionado por La sociedad óptica . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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