Investigadores del Instituto de Tecnología Stevens e Irina Larina del Colegio de Medicina Baylor (Estados Unidos) han utilizado por primera vez la tomografía de coherencia óptica (TCO) en 4D para estudiar el mecanismo de bombeo subyacente al corazón de los mamíferos en desarrollo. Su informe, publicado en la revista ‘Journal of Biomedical Optics’, demuestra que la imagen de TCO en 4D del corazón embrionario de un ratón puede proporcionar información sin precedentes sobre cómo funciona el corazón temprano de un mamífero.

El estudio demuestra la riqueza de los datos proporcionados por este enfoque y su viabilidad para investigar la relación funcional entre el flujo sanguíneo y la dinámica de la pared del corazón dentro de diferentes regiones del corazón embrionario de mamífero, una posibilidad a la que no se puede acceder actualmente por otros métodos. El enfoque puede utilizarse potencialmente para evaluar el bombeo cardíaco sobre el desarrollo embrionario a medida que se remodela el tubo cardíaco, lo que podría revelar cambios funcionales durante la cardiogénesis temprana.

Las escalas de imagen únicas y los contrastes dinámicos que ofrece la TCO permiten una profundidad de imagen a nivel milimétrico con una resolución a microescala para capturar todo el corazón del ratón en las etapas medias de la gestación. La TCO también proporciona una visión clara de las finas estructuras cardíacas así como del flujo sanguíneo. La alta velocidad de imagen de la TCO junto con la sincronización post-adquisición permite reconstruir la rápida dinámica del corazón que late.

«El innovador método ofrece una nueva forma de estudiar la biomecánica del desarrollo cardíaco. El análisis de las imágenes de TCO 4D permitió relacionar el flujo sanguíneo, la resistencia al flujo y los gradientes de presión inducidos por los movimientos de la pared del corazón», comenta Amy L. Oldenburg, directora del Laboratorio de Imagen de Coherencia Óptica de la Universidad de Carolina del Norte en Chapel Hill (Estados Unidos).

Aunque tradicionalmente se ha pensado que el mecanismo que bombea la sangre dentro del tubo cardíaco embrionario son las contracciones peristálticas ondulantes, los investigadores pudieron ofrecer una evaluación más detallada utilizando la TCO 4D para integrar la cardiodinámica y la hemodinámica. Sus observaciones piloto sugieren que el bombeo localizado del tubo cardíaco en los ventrículos funciona a través de una combinación de mecanismos de succión y empuje.

El aumento de la comprensión de los defectos cardíacos congénitos Los factores biomecánicos son cada vez más reconocidos por su papel esencial en la estimulación y regulación del desarrollo del corazón. Los autores esperan que su enfoque pueda inspirar nuevas ideas y diseños innovadores en las técnicas de imagen y medición para evaluar la biomecánica cardíaca embrionaria.

En particular, el método puede proporcionar medios útiles para comprender mejor los mecanismos que contribuyen a los defectos cardíacos congénitos, que son formaciones anormales del corazón que se desarrollan antes del nacimiento. Según Oldenburg, los resultados de este estudio «muestran la utilidad de estos métodos para estudiar los cambios biomecánicos en los corazones embrionarios mutantes que modelan los defectos cardíacos congénitos».