La metodologia ad alta risoluzione

Per superare le limitazioni delle tecniche precedenti, il team di ricerca si è avvalso di un protocollo ottico avanzato di clearing dei tessuti e di un microscopio a foglio di luce mesoscopico. Questo ha consentito di ricostruire in tre dimensioni (3D) l’intera struttura dei ventricoli, identificando con precisione non solo le zone fibrotiche, ma anche la loro complessa relazione con i cardiomiociti (le cellule muscolari cardiache) circostanti.

Integrando questi dati strutturali ad alta risoluzione con modelli computazionali, i ricercatori hanno potuto simulare la conduzione elettrica all'interno del cuore fibrotico.

Il ruolo del "filtro" fibrotico

Come spiega Leonardo Sacconi (Cnr-Ifc), coordinatore dello studio, finora non era chiaro in che modo il rimodellamento fibrotico influisse sulla conduzione elettrica e sulla predisposizione alle aritmie. La scoperta principale rivela che il tessuto fibrotico non è semplicemente un'area "inerte" o un ostacolo passivo. Al contrario, esso si comporta come una sorta di "filtro" dinamico:

A frequenze normali (fisiologiche): permette la normale conduzione elettrica.

A frequenze elevate (come in caso di tachicardia o stress): blocca o rallenta drasticamente la propagazione dell'impulso.

Questo rallentamento localizzato crea le condizioni ideali per le cosiddette aritmie da rientro, dove l'impulso elettrico devia dal suo percorso normale e continua a circolare in un loop, scatenando battiti irregolari e potenzialmente pericolosi. Inoltre, è stato osservato che la fibrosi può promuovere un anomalo accoppiamento elettrico tra fibroblasti e cellule muscolari, contribuendo ulteriormente alla disfunzione.

Implicazioni per la medicina personalizzata

Il risultato di questa vasta collaborazione internazionale – che ha coinvolto istituzioni come l'Università di Friburgo, King’s College London e l'Università di Firenze – sottolinea un punto cruciale: non è sufficiente conoscere la sola struttura del cuore per prevedere il rischio aritmico, ma è fondamentale integrare i processi di rimodellamento elettrofisiologico che avvengono nelle aree fibrotiche.

Questa nuova metodologia apre la strada allo sviluppo di modelli predittivi "personalizzati" (i "digital twin") per la valutazione del rischio aritmico in singoli pazienti. Tali modelli potranno orientare verso strategie terapeutiche più mirate, che includono la medicina di precisione e le terapie geniche di nuova generazione. Questo approccio è al centro anche del progetto "HeartCORE", vincitore di un prestigioso ERC Advanced Grant nel 2025, a conferma dell'elevato impatto innovativo della ricerca condotta.