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Il trapianto ha innestato cambiamenti inaspettati nel sistema di conduzione del cuore.
Le misurazioni del ritmo cardiaco negli elettrocardiogrammi del primo trapianto di cuore suino-umano hanno trovato differenze inaspettate nel sistema di conduzione elettrica del cuore di maiale geneticamente modificato rispetto a un cuore di maiale non modificato, secondo una ricerca preliminare che presentata alle sessioni scientifiche dell’American Heart Association 2022.
Lo xenotrapianto – il processo di impianto di un organo da una specie animale a un’altra – ha fatto un balzo in avanti nel gennaio 2022, quando un uomo di 57 anni con una malattia cardiaca terminale ha ricevuto il primo trapianto in assoluto di un cuore di maiale geneticamente modificato. Il paziente ha vissuto per 61 giorni.
I ricercatori hanno lavorato su questa nuova tecnica di trapianto da maiale a uomo per oltre 30 anni. In caso di successo, la raccolta di cuori da maiali geneticamente modificati, i cui geni sono stati alterati in modo che possano essere trapiantati in modo sicuro negli esseri umani, potrebbe un giorno essere una realtà.
“Ci sono diverse potenziali sfide per il trapianto di un cuore di maiale in un essere umano. Con qualsiasi trapianto, incluso questo, c’è sempre il rischio di rigetto, il potenziale rischio di infezione e un terzo è il ritmo cardiaco anormale, ed è qui che entra in gioco l’elettrocardiogramma (ECG)”, ha detto Timm Dickfeld, professore di medicina e direttore della ricerca elettrofisiologica presso la University of Maryland School of Medicine di Baltimora.
“È davvero una nuova scoperta che i parametri ECG del cuore di maiale dopo il trapianto in un essere umano erano così diversi rispetto ai parametri ECG comunemente trovati per i cuori di maiale nativi”.
Il monitoraggio del cuore con ECG dopo il trapianto è un modo per valutare il sistema di conduzione elettrica dopo un trapianto di cuore. Un ECG a 12 derivazioni misura la conduzione elettrica in 12 diversi siti del cuore.
In particolare, i ricercatori hanno esaminato due misure ECG: il complesso intervallo PR / QRS e l’intervallo QT. L’intervallo PR e il complesso QRS misurano il tempo necessario all’elettricità per viaggiare dalla camera superiore a quella inferiore e attraverso le camere inferiori, pompando così il sangue attraverso il cuore.
L’intervallo QT misura il tempo impiegato dalle camere inferiori del cuore per passare attraverso un ciclo elettrico completo associato a un battito cardiaco.
Per questo studio, i dati ECG del paziente trapiantato sono stati raccolti una volta al giorno dopo il trapianto. Ricerche precedenti hanno dimostrato che i parametri ECG del cuore di maiale in un corpo di maiale avevano un breve intervallo PR (da 50 a 120 millisecondi), QRS breve (da 70 a 90 millisecondi) e QT breve (da 260 a 380 millisecondi).
“Al contrario, il primo ECG in assoluto di uno xenotrapianto di cuore geneticamente modificato ha trovato un intervallo PR più lungo di 190 millisecondi, una durata QRS di 138 millisecondi e un QT di 538 millisecondi, che è più lungo di quello che ci si aspetterebbe da un cuore di maiale in un corpo di maiale”, ha detto Dickfeld.
“In un cuore umano, quando questi parametri si allungano, questo può indicare segni di malattia elettrica o miocardica”, ha detto. “I parametri ECG del cuore di maiale sono stati estesi a ciò che vediamo in un cuore umano e spesso le misure si sono estese anche oltre ciò che consideriamo normale in un cuore umano”.
Inoltre, le misure ECG continue indicano che gli intervalli PR prolungati sono rimasti stabili dopo il trapianto, con una media di circa 210 millisecondi. La durata del QRS è rimasta prolungata con circa 145 millisecondi, tuttavia, questi si sono accorciati in seguito durante il periodo post-trapianto di 61 giorni.
“La durata del QRS può prolungarsi quando, ad esempio, il muscolo e il sistema elettrico stesso sono malati, ed è per questo che ci vuole molto tempo perché l’elettricità viaggi da una cellula all’altra e viaggi da un lato all’altro del cuore”, ha detto Dickfeld. “In generale, preferiremmo che questa misura QRS non prolungasse troppo”.
Infine, lo studio ha rivelato un aumento della durata del QT in media di circa 509 millisecondi con fluttuazioni dinamiche. La durata QT più bassa è stata osservata il giorno 14. “Nel cuore umano, la durata del QT è correlata con un aumentato rischio di ritmi cardiaci anormali”, ha detto Dickfeld.
“Nel nostro paziente, era preoccupante che la misura del QT fosse prolungata. Mentre abbiamo visto alcune fluttuazioni, la misura del QT è rimasta prolungata per tutti i 61 giorni”.
I ricercatori ritengono che questi risultati forniscano una base per la ricerca futura per comprendere meglio gli effetti dello xenotrapianto sul sistema elettrico del cuore e per prepararsi meglio ai futuri casi di xenotrapianto.
“L’obiettivo finale è che se qualcuno ha bisogno di un cuore, lo xenotrapianto può essere un’opzione”, ha detto Dickfeld. “Dobbiamo rendere lo xenotrapianto più sicuro e più fattibile in queste aree difficili: rigetto, infezione, problemi di pompaggio e certamente nell’area dei segnali elettrici anormali e dei ritmi cardiaci”.
La limitazione principale è che questo studio è il primo del suo genere in un singolo paziente. La ricerca futura avrà una migliore base di conoscenze su cui costruire.
“Questa è stata una vera pietra miliare per la ricerca sullo xenotrapianto, il trapianto di organi da una specie all’altra, in questo caso dai maiali all’uomo. Ci sono stati una serie di passaggi chiave che saranno fondamentali per il successo di queste operazioni in gran parte incentrate sulla manipolazione genetica per ridurre il rigetto d’organo. Risolvere il problema del rigetto può alla fine portare all’uso di questo metodo per aiutare numerosi pazienti con insufficienza cardiaca avanzata “, ha detto Paul J. Wang, che non è stato coinvolto nello studio, direttore dello Stanford Cardiac Arrhythmia Service e professore di medicina e bioingegneria alla Stanford University, e redattore capo della rivista Circulation dell’American Heart Association.
