Investigadores de la Universidad de Arizona han desarrollado un marcapasos alimentado por luz y sin batería que utiliza la estimulación optogenética de los cardiomiocitos para lograr la estimulación cardíaca. Con los marcapasos convencionales, los cables del dispositivo se anclan a la pared del corazón mediante ganchos o tornillos invasivos. Luego se envían pequeñas descargas eléctricas a través de todo el corazón, lo que puede causar malestar y dolor. El nuevo marcapasos basado en luz se basa en cuatro “pétalos” que envuelven el corazón de forma no invasiva y utiliza luz para estimular la contracción de los cardiomiocitos genéticamente modificados. La tecnología es útil principalmente para la investigación cardíaca en animales genéticamente modificados, pero también puede allanar el camino para tecnologías de marcapasos menos invasivas en pacientes humanos.
Los marcapasos son una gran historia de éxito para pacientes con fibrilación auricular y otros tipos de arritmias. Al proporcionar descargas eléctricas ocasionales al corazón, estos dispositivos ayudan a regular los latidos del corazón. Sin embargo, esta tecnología puede resultar desagradablemente invasiva para los pacientes. Los cables eléctricos de estos dispositivos están enganchados o atornillados a la pared interior del corazón. Además, cuando se envían señales eléctricas al corazón, cada célula recibe la descarga, lo que a menudo provoca dolor y malestar.
"Todas las células del interior del corazón se ven afectadas al mismo tiempo, incluidos los receptores del dolor, y eso es lo que hace que la estimulación o la desfibrilación sean dolorosas", afirmó Philipp Gutruf, investigador que participó en el estudio. "Afecta al músculo cardíaco en su conjunto".
Para abordar esto, el equipo de la Universidad de Arizona desarrolló un nuevo tipo de marcapasos, uno que ni siquiera requiere batería. El sistema se basa en la optogenética , que normalmente involucra células modificadas genéticamente que responden a la luz. Hasta la fecha, esto sólo se ha logrado en animales de experimentación, donde las neuronas son el tipo de célula más comúnmente objetivo. En este caso, los investigadores se dirigen a los cardiomiocitos utilizando luz y, por lo tanto, pueden estimularlos para que se contraigan sin utilizar una descarga eléctrica.
La tecnología consiste en una malla envolvente que incluye cuatro pétalos que pueden entrar en contacto con una gran parte del corazón. La malla presenta fuentes de luz y electrodos de registro que brindan información sobre los latidos del corazón. Hasta ahora, los investigadores han demostrado que el dispositivo puede funcionar en una cepa de ratón que contiene células sensibles a la luz, pero puede haber posibilidades para este tipo de tecnologías en la clínica en el futuro.
"Mientras que ahora tenemos que aplicar descargas a todo el corazón para hacer esto, estos nuevos dispositivos pueden apuntar de manera mucho más precisa, haciendo que la desfibrilación sea más efectiva y menos dolorosa", dijo Igor Efimov, otro investigador involucrado en el estudio. "Esta tecnología podría facilitar la vida de los pacientes de todo el mundo y, al mismo tiempo, ayudar a los científicos y médicos a aprender más sobre cómo controlar y tratar la enfermedad".
Estudio sobre avances científicos : estimulación y registro cardíacos inalámbricos y totalmente implantables con cálculo en el dispositivo para estimulación y desfibrilación de circuito cerrado