I ricercatori della Washington University di St. Louis hanno sviluppato un nuovo approccio computazionale per rimuovere il movimento nelle immagini di cellule e tessuti cardiaci in espansione e contrazione.
Rimuovendo computazionalmente il movimento, l’algoritmo imita l’azione di un farmaco nel fermare il movimento cuore senza compromettere la struttura cellulare o la contrattilità dei tessuti.
Risultati della ricerca, condotta da Nathaniel Huebschun assistente professore di ingegneria biomedica, e Guy GeninHarold e Kathleen Faught Professor of Mechanical Engineering, entrambi presso la McKelvey School of Engineering, sono pubblicati negli Atti della National Academy of Sciences.
“Quando il cuore batte, il segnale elettrico attraversa il tessuto, innescando la compressione meccanica”, ha detto Huebsch, che studia come i segnali meccanici influenzano lo sviluppo del cuore e le malattie.
“In molti casi si verificano aritmie mortali perché l’impulso elettrico viene disaccoppiato dalla compressione meccanica. Il nostro gruppo sfrutta i biomateriali e la genetica per studiare come si sviluppano le cardiomiopatie ereditarie e siamo molto entusiasti di avere uno strumento che ci consenta, per la prima volta, di studiare direttamente e in modo non invasivo l’accoppiamento elettromeccanico nei cardiomiociti”.
L’algoritmo del team imita l’azione della blebbistatina, un farmaco che inibisce il movimento del muscolo cardiaco ma può anche avere un impatto negativo sulla struttura sottostante di queste cellule.
Questa cosiddetta blebbistatina virtuale è stata creata da due algoritmi: uno che ha stimato con successo gli spostamenti per la mappatura cardiaca; e un altro che utilizza il primo per mappare i segnali in evoluzione su un’immagine stabilizzata del tessuto.
L’approccio consente ai ricercatori di monitorare direttamente l’accoppiamento delle onde del calcio, del voltaggio della membrana e della contrazione meccanica battito per battito in modelli di tessuto cardiaco, fornendo informazioni sulle malattie del cuore.
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