La utilización de wedges o cuñas de ventrículo tanto izquierdo (VI) como derecho (VD) para reproducir los patrones de comportamiento electrofisiológico es una técnica utilizada desde hace más de 10 años en laboratorios de investigación de gran prestigio1, como el que dirige el Dr. Antzelevitch en la ciudad de Utica (Nueva York, EE.UU.).
Se trata de conocer y reproducir los diferentes mecanismos causantes de las arritmias cardiacas observando directamente los potenciales de acción transmurales (desde el epicardio hasta el endocardio) así como el registro electrocardiográfico (seudo-ECG) que se producen en estos wedges a distintas frecuencias de estimulación.
Mediante este tipo de experimentos, consistentes en la valoración directa sobre wedges ventriculares caninos del efecto de diferentes fármacos que simulan la pérdida de función en los canales de Na y/o Ca, como lo que ocurre en mutaciones relacionadas con el síndrome de Brugada, el síndrome del QT largo, el síndrome del QT corto y el patrón de repolarización precoz, se intenta definir las bases subyacentes de dichos síndromes y, como consecuencia, proponer tratamientos más específicos2,3.
Descripción del material y método utilizado en este tipo de laboratorios de investigaciónUsamos wedges de aproximadamente 2×1×1cm diseccionados de ventrículos de perros (derecho o izquierdo). Una vez elegido el segmento, se realiza la canulación de la arteria coronaria mediante un pequeño tubo de silicona. La cánula se conecta a un sistema de perfusión, a través del cual se administra una solución Tyrode consistente en 129mM NaCl, 4mM KCl, 0,9mM NaH2PO4, 20mM NaHCO3, 1,8mM CaCl2, 0,5mM MgSO4 y 5,5mM de glucosa neutralizado mediante una mezcla del 95% de O2 y 5% de CO2 (37±0,5°C).
La muestra de tejido se introduce en una cámara de metacrilato que cuenta con un sistema de perfusión que se conecta a la cánula de silicona, un sistema de recuperación de líquido que permite la hidratación mantenida del segmento ventricular, y un termómetro que indica en todo momento la temperatura del tejido y de la solución que lo perfunde (fig. 1A). Además, disponemos de un sistema de calentamiento de la solución de perfusión, de manejo manual, que permite realizar cambios en la temperatura de la cámara para observar posibles alteraciones electrofisiológicas.
Así mismo, una vez inmerso en la cámara hidratada, se conecta a un sistema de estimulación con capacidad de programación a distintas frecuencias (fig. 1B) donde, desde el inicio, se asegura una estimulación continua con un ciclo basal de 1.000milisegundos (60/min) usando un electrodo bipolar en contacto con la superficie endocárdica.
El registro ECG se obtiene mediante un par de electrodos de plata/cloruro de plata inmersos en la cámara y posicionados a aproximadamente 1cm del endocardio (polo negativo) y del epicardio (polo positivo). Los electrodos se conectan a un sistema de amplificación de la señal que permite analizar las características eléctricas del mismo, la amplitud del registro, evidenciando de esta manera el desarrollo de arritmias, latidos prematuros y patrones ECG.
Para registrar de forma simultánea los potenciales de acción transmembrana utilizamos 2 microelectrodos flotantes conectados a un sistema de amplificación de señal de salida que colocamos sobre la superficie del wedge próximos al borde endocárdico y epicárdico en la misma dirección de la derivación del ECG transmural.
La temperatura de la preparación se mantiene entre 36,8 y 37°C mediante un sistema de calentamiento/enfriamiento externo conectado a la línea de perfusión.
A continuación, tras haber permanecido los primeros 90min iniciales inmerso en la cámara evaluamos la situación estable y apta para llevar a cabo los experimentos del mismo valorando el registro ECG (amplitud del registro en mV, presencia/ausencia de latidos prematuros o arritmias, respuestas de captura al estímulo del marcapaso externo con distintas frecuencias de estimulación, etc.) y por tanto el adecuado comportamiento electrofisiológico, iniciando en este momento el registro eléctrico de los potenciales de acción a nivel endocárdico y epicárdico (fig. 1C).
La utilización de distintos fármacos capaces de alterar la función de los canales iónicos (K, NA y Ca) en las distintas fases del PA para poder reproducir patrones ECG típicos de síndromes asociados a muerte súbita como el síndrome de Brugada4, el síndrome del QT largo, el síndrome del QT corto o el patrón de repolarización precoz son de vital importancia a la hora de ampliar conocimientos sobre situaciones tales como aumentos de temperatura o cambios en frecuencias de estimulación que pueden potenciar el desarrollo de arritmias malignas.
En función de la patología en cuestión que queramos analizar, utilizamos concentraciones precisas de fármacos como ajmaline, NS5806, verapamilo, es decir, bloqueadores de canales de Na, activadores de canales de K (Ito), de calcio a la solución de perfusión del segmento ventricular, permitiendo reproducir patrones ECG compatibles con los síndromes previamente nombrados. Posteriormente ajustamos las características fisiológicas y electrofisiológicas (temperatura, frecuencia de estimulación) para ir registrando en distintas condiciones los posibles cambios y alteraciones que se desarrollan en los potenciales de acción a nivel epicárdico y endocárdico, así como el ECG resultante y que justifique por tanto dichos patrones en estas circunstancias5.
Resumen y conclusionesCon la utilización de wedges ventriculares podemos observar y definir las alteraciones en los PA transmuales epicárdico y endocárdico y su relación con el registro ECG resultante, así como simular la electrofisiología de mutaciones genéticas responsables de síndromes asociados a arritmias malignas y muerte súbita.
La posibilidad de poder manipular estos segmentos ventriculares e imitar condiciones fisiopatológicas, tales como la temperatura, permite conocer la susceptibilidad que pueden presentar estos pacientes en determinadas situaciones como la taquicardia, la bradicardia o los estados febriles.
El conocimiento de la base electrofisiológica subyacente en los diferentes síndromes asociados con muerte súbita resulta una base fundamental para poder desarrollar armas de tratamiento más específicas y más efectivas.
A la Sociedad Andaluza de Cardiología por la beca para estancia en el extranjero otorgada que facilitó la rotación en el centro durante un periodo de 4 meses.
