Il numero di febbraio del Journal of Visualized Experiments (JoVE) affronta un tema clinico con il rilascio di due articoli, che dimostrano l'impianto di dispositivi medici utilizzati per trattare l'aritmia cardiaca. Più specificamente, entrambi gli articoli si concentrano sul trattamento della fibrillazione atriale, una condizione devastante che può portare all'ictus.
La prima procedura, guidata dal professor Dietmar Baensch dell'Ospedale Universitario di Rostock, prevede l'impianto chirurgico di un defibrillatore cardioverter impiantabile, o ICD. Gli ICD sono dispositivi ampiamente utilizzati per la cessazione delle aritmie ventricolari. Tuttavia, se il sito di pacemaking anomalo è di origine sopraventricolare, come nell'atrio sinistro, questi dispositivi possono erogare shock inappropriati e dolorosi. Per superare questo problema con potenziali diagnosi errate, nonché tassi di complicanze più elevati osservati con gli elettroelettrodi a doppia camera, Biotronik ha sviluppato un singolo elettrocatetere ICD, in grado di rilevare sia atriale che ventricolare. Guidati dalla fluoroscopia a raggi X e dall'elettrofisiologia, il Dr. Baensch e il suo team dimostrano la procedura chirurgica per l'inserimento, il test e l'ancoraggio dell'elettrodo a camera singola. Dopo il posizionamento dell'elettrodo, il defibrillatore Lumax viene unito all'elettrodo e inserito nel paziente. Per valutare la funzione del dispositivo, la fibrillazione ventricolare viene indotta tramite uno shock con onda T e viene valutata la capacità del defibrillatore di rilevare l'aritmia e somministrare uno shock correttivo.
Mentre il sistema ICD Lumax può attenuare l'aritmia cardiaca correggendo il ritmo cardiaco, il dispositivo di occlusione dell'appendice atriale sinistra (LAA) WATCHMAN di Boston Scientific è progettato per affrontare una grave complicanza con la fibrillazione atriale: l'ictus tromboembolico. Nei pazienti con fibrillazione atriale, l'appendice atriale sinistra, una sacca muscolare nell'atrio sinistro, può fungere da serbatoio per il sangue coagulato che, se rimosso, può formare emboli che possono causare ictus. Una volta impiantato, il dispositivo WATCHMAN può intrappolare i coaguli all'interno del LAA prima che escono. A seguito della valutazione della morfologia LAA, i nostri autori, guidati dal Dr. Sven Möbius-Winkler dell'Università di Lipsia, dimostrano metodi per l'inserimento di un filo guida attraverso l'arteria femorale nel cuore, l'avanzamento del dispositivo nell'atrio sinistro e il dispiegamento del dispositivo nell'appendice atriale sinistra. Gli studi hanno dimostrato che i pazienti che ricevono l'intervento con WATCHMAN hanno una ridotta probabilità di eventi cardiaci avversi rispetto ai pazienti trattati con il farmaco anticoagulante warfarin.
Sebbene sia il sistema ICD Lumax che il dispositivo di occlusione WATCHMAN siano promettenti per il trattamento dell'aritmia cardiaca e delle sue complicanze, nessuno dei due dispositivi è approvato per l'uso negli Stati Uniti. Attraverso la pubblicazione video su JoVE, i nostri autori hanno fornito una risorsa per i medici statunitensi per visualizzare queste delicate procedure di impianto del dispositivo prima che diventino disponibili oltre l'Atlantico.
Una conseguenza del tromboembolismo è l'ipossia, e JoVE si reca all'Università di Rochester per documentare un metodo per l'imaging a 2 fotoni dell'ipossia microregionale nella corteccia cerebrale. I nostri autori illustrano una dettagliata preparazione della finestra cranica aperta seguita dall'imaging a 2 fotoni della fluorescenza endogena di nicotinammide adenina dinucleotide, o NADH. Il NADH è ben noto per la sua capacità di trasportare elettroni durante la respirazione cellulare, e si dà il caso che la fluorescenza del NADH mostri una relazione non lineare con la pressione parziale dell'ossigeno nei tessuti. Nella corteccia, la fluorescenza del NADH aumenta quando viene indotta l'ipossia, consentendo a questi ricercatori di determinare quali aree corticali sono più vulnerabili all'ipossia, nonché il modello geometrico di diffusione dell'ossigeno dai vasi.
Per la Bioingegneria, JoVE si dirige alla Wayne State University per acquisire una procedura per visualizzare il microambiente del tumore al seno, in vitro. I nostri autori dimostrano una procedura per l'assemblaggio di un sistema di co-coltura del cancro al seno, che chiamano Mammary Architecture e Microenvironment Engineering, o MAME. In breve, questi modelli di coltura sono costituiti da uno strato di fibroblasti mammari umani in matrice di collagene 1, sotto uno strato di matrice di membrana basale ricostituita, su cui vengono aggiunte cellule di carcinoma duttale dal seno prima che l'intero modello sia immerso nel terreno. Se riprodotto in 4D, o in 3 dimensioni nel tempo, è possibile monitorare la proliferazione delle cellule di carcinoma. Inoltre, è possibile valutare anche la degradazione della membrana basale, grazie all'incorporazione di un tipo di collagene che diventa fluorescente quando idrolizzato. Questo innovativo sistema di coltura può fornire informazioni ai ricercatori sul cancro al seno sulle vie proteolitiche che promuovono fenotipi invasivi nelle cellule del cancro al seno e può essere utilizzato per lo screening di nuovi inibitori di piccole molecole che possono ostacolare la proliferazione tumorale.
In Immunologia e Infezioni, JoVE sposta la sua attenzione sulle malattie trasmesse da vettori, dove i ricercatori del Center for Disease Control di Fort Collins, Colorado, presentano tre procedure di fondamentale importanza per capire come i patogeni infettivi migrano attraverso la zecca. La prima procedura prevede la rimozione di una delle zampe dalla zecca, che consente la raccolta dell'emolinfa: il fluido trasporta l'ossigeno agli organi della zecca. I batteri che causano la malattia di Lyme, Borrelia burgdorferi, si sposteranno nell'emolinfa della zecca una volta che un pasto di sangue è stato assorbito dall'intestino medio. Il secondo protocollo di dissezione illustra i passaggi per accedere all'emocele e rimuovere le ghiandole salivari, che è dove risiede la Borrrelia prima della trasmissione a un ospite. Il protocollo finale inizia con l'applicazione dell'agonista muscarinico, la pilocarpina, sulla superficie dorsale di una zecca gonfia, al fine di indurre la salivazione. La saliva viene raccolta da un apparato boccale denominato ipostoma e vengono dimostrate tecniche manuali per promuovere la salivazione delle zecche attraverso un leggero massaggio.
Dalla malattia trasmessa da vettori all'impianto di dispositivi medici, febbraio è ricco di contenuti inviati da autori dedicati alla comprensione e al trattamento delle malattie umane. Altri articoli degni di nota per il mese di febbraio includono metodi per valutare il potenziale metastatico del cancro ovarico, l'analisi spaziale dei neuropeptidi in un modello di roditore di Parkinson e le misurazioni della pressione ventricolare in topi neonatali ed embrionali. Dal banco di lavoro al letto del paziente, nessun'altra rivista offre una finestra sulla ricerca biomedica come JoVE. Restate sintonizzati per i contenuti di febbraio!