Elettroporazione

L’elettroporazione è una tecnica biotecnologica che sfrutta impulsi elettrici per aumentare temporaneamente la permeabilità delle membrane cellulari, attraverso la formazione temporanea di pori. Questo processo consente il passaggio di molecole, come farmaci, DNA o altre sostanze terapeutiche, all’interno delle cellule.
 

Elettroporatore: cos’è

L’elettroporatore è il dispositivo utilizzato per generare gli impulsi elettrici necessari all’elettroporazione. Questo strumento è progettato per erogare campi elettrici controllati, in modo da adattarsi ai diversi tipi di cellule e alle specifiche applicazioni. Gli elettroporatori possono variare in potenza, frequenza e durata degli impulsi, a seconda dell’utilizzo richiesto.
Nel dettaglio:
 

• Elettroporatori per ricerca sono strumenti ad alta precisione per la manipolazione di cellule in laboratorio, utilizzati in genetica e biologia cellulare.
• Elettroporatori clinici sono dispositivi medicali approvati per l’uso in trattamenti terapeutici, come l’elettrochemioterapia nei tumori cutanei.
• Elettroporatori per estetica sono apparecchi dedicati alla veicolazione transdermica di principi attivi senza l’uso di aghi.

Dal momento che questa tecnica all’avanguardia può indurre una morte cellulare mirata senza generare danni termici ai tessuti circostanti, è possibile utilizzarla nel campo della cardiochirurgia. Si parla quindi ablazione cardiaca con elettroporazione, che a differenza delle tecniche tradizionali di ablazione, che utilizzano calore (radiofrequenza) o freddo (crioablazione), si basa su un meccanismo non termico, riducendo il rischio di lesioni alle strutture cardiache adiacenti. È quindi possibile sfruttarne l’efficacia per il trattamento delle aritmie cardiache. Prima di approfondire l’elettroporazione cardiaca e come funziona, è quindi utile comprendere su quali di queste condizioni può agire, condizioni che del resto possono compromettere la funzione contrattile del cuore ed esporre la persona che ne soffre a gravi complicazioni.

Ecco le principali aritmie per le quali si può preferire l’elettroporazione per ablazione cardiaca:

• Fibrillazione atriale. È la più comune delle aritmie cardiache e si verifica quando gli atri si contraggono in modo rapido e irregolare, compromettendo il riempimento ventricolare e aumentando il rischio di formazione di trombi, con conseguente possibilità di ictus ischemico. I sintomi includono palpitazioni, affaticamento, dispnea e ridotta tolleranza allo sforzo. Dal momento che questa aritmia interessa circa l’1-2% delle popolazioni occidentali e che il suo sviluppo aumenta insieme all’età, l’elettroporazione per fibrillazione atriale è la più diffusa.

 

• Tachicardie ventricolari, ossia aritmie originate nei ventricoli che possono compromettere la capacità del cuore di pompare il sangue in modo efficace. Le forme più gravi, come la tachicardia ventricolare sostenuta o la fibrillazione ventricolare (sindrome di Brugada), possono portare ad arresto cardiaco e morte improvvisa se non trattate tempestivamente.

 

• Flutter atriale, una forma di aritmia caratterizzata da un’attività elettrica rapida e regolare negli atri, che può ridurre l’efficienza del battito cardiaco e favorire la formazione di coaguli. Può causare sintomi simili a quelli da fibrillazione atriale, tra cui palpitazioni e affaticamento.
• Tachicardie sopraventricolari, che comprendono diverse forme di aritmie originate sopra i ventricoli, come la tachicardia da rientro nodale e la tachicardia da rientro atrioventricolare. Queste condizioni determinano episodi di battiti cardiaci accelerati e possono causare sintomi improvvisi come vertigini, sincope e dispnea.

L’elettroporazione cardiaca è particolarmente indicata per chi non ha risposto positivamente alle terapie farmacologiche e soprattutto per coloro in cui le tecniche tradizionali di ablazione comportano un elevato rischio di complicanze, come nei casi in cui vi è una stretta vicinanza tra l’area da cui ha origine l’aritmia e strutture delicate come l’esofago, il nervo frenico o le arterie coronarie.

Sebbene questa tecnica sia considerata meno rischiosa di un’ablazione cardiaca tradizionale, sono da considerare anche i rischi di un’elettroporazione cardiaca. Le possibili complicanze includono:
 

• Danno a strutture non bersaglio. Sebbene la tecnica sia altamente selettiva, in rari casi gli impulsi elettrici potrebbero influenzare tessuti adiacenti, come il sistema di conduzione cardiaco o i vasi sanguigni.
• Bradiaritmie transitorie: l’effetto della scarica elettrica può interferire temporaneamente con la conduzione cardiaca, causando un rallentamento del battito.
• Dolore toracico e sensazione di fastidio. Alcuni pazienti riferiscono una sensazione di oppressione toracica in seguito alla procedura, generalmente di breve durata.
• Tromboembolia: sebbene il rischio sia inferiore rispetto all’ablazione con radiofrequenza, esiste la possibilità di formazione di trombi, motivo per cui in alcuni casi si ricorre a una terapia anticoagulante.
• Infiammazione locale e necrosi cellulare eccessiva. In casi molto rari, l’elettroporazione può indurre una reazione infiammatoria persistente o un danno eccessivo ai tessuti circostanti.

L’elettroporazione cardiaca è a tutti gli effetti una procedura mininvasiva eseguita in sala operatoria o in laboratorio di elettrofisiologia. Prima di illustrare l’elettroporazione e come funziona, è necessario dire che la preparazione è fondamentale per garantire il successo della procedura e ridurre il rischio di complicanze. È necessario seguire le indicazioni del medico in merito a:

• Sospensione di farmaci. Alcuni antiaritmici e anticoagulanti potrebbero essere sospesi o modulati nei giorni precedenti.
• Digiuno, che deve essere mantenuto per almeno 6-8 ore prima della procedura.
• Esami preoperatori: sono necessari ECG, ecocardiogramma, esami del sangue e, in alcuni casi, TC cardiaca per la valutazione anatomica.
• Valutazione anestesiologica per determinare il tipo di sedazione più adeguato.

 

Come si esegue l'elettroporazione?

Di seguito, ecco tutte le fasi della procedura.

1. Accesso vascolare e posizionamento dei cateteri
   • Si sottopone il paziente ad anestesia locale o sedazione cosciente.
   • Si effettua un accesso vascolare, generalmente tramite la vena femorale, per l’inserimento di cateteri guida.
   • Si fa in modo che i cateteri avanzino fino alle cavità cardiache sotto controllo fluoroscopico e/o mediante imaging tridimensionale.
2. Mappatura elettrofisiologica
   • Si esegue uno studio elettrofisiologico per individuare con precisione le aree del cuore responsabili dell’aritmia.
   • Tecnologie avanzate, come la mappatura ad alta risoluzione e il supporto ecografico intracardiaco, aiutano a visualizzare il substrato aritmico.
3. Erogazione degli impulsi di elettroporazione
   • Una volta identificata la regione bersaglio, si posiziona il catetere ablativo a contatto con il tessuto da trattare.
   • Vengono applicati impulsi elettrici a campi pulsati (PFA - Pulsed Field Ablation) della durata di pochi millisecondi.
   • Questi impulsi provocano una permeabilizzazione irreversibile delle membrane cellulari, portando alla morte selettiva delle cellule aritmogene.
4. Controllo post-ablazione e verifica dell’efficacia
   • Dopo il trattamento di elettroporazione, si ripete la mappatura per confermare l’efficacia dell’ablazione.
   • Si verifica la conduzione elettrica nelle aree trattate e si verifica la presenza di eventuali complicanze.
5. Rimozione dei cateteri e monitoraggio post-procedura
   • Una volta completata la procedura, i cateteri vengono rimossi e si applica una compressione sulla sede di accesso.
   • Il paziente viene monitorato per alcune ore per valutare l’insorgere di possibili complicanze e assicurarsi della stabilizzazione del ritmo cardiaco.

La durata della procedura è circa del 30% in meno rispetto a quella dell’ablazione tradizionale. L’elettroporazione può comunque avere una durata variabile in base alla complessità dell’aritmia trattata e alle singole caratteristiche anatomiche. In genere, se deve risolvere una fibrillazione atriale, può durare circa 60-90 minuti, mentre in caso di tachicardie ventricolari o sopraventricolari, il tempo può aumentare fino a 120 minuti.
L’elettroporazione è eseguita da un team altamente specializzato composto da:

• Elettrofisiologi cardiaci, specialisti in aritmie e ablazioni cardiache.
• Cardioanestesisti, responsabili della sedazione e del monitoraggio delle funzioni vitali.
• Tecnici di elettrofisiologia, che assistono nella gestione delle apparecchiature e del mapping cardiaco.
• Infermieristica specializzata per il supporto intraoperatorio e la gestione post-procedura.

 

Chi può fare l'elettroporazione?

La procedura è indicata per pazienti con aritmie refrattarie ai farmaci antiaritmici o con episodi aritmici recidivanti nonostante precedenti tentativi di ablazione. È particolarmente consigliata nei seguenti casi:

• Pazienti con fibrillazione atriale persistente o parossistica, in cui il trattamento farmacologico non ha portato a un controllo efficace del ritmo.
• Soggetti con tachicardie ventricolari, soprattutto in presenza di cardiopatie strutturali che rendono rischiose altre forme di ablazione.
• Persone con elevato rischio di complicanze da ablazione termica, come individui con esofago adiacente all’atrio sinistro o con anomalie coronariche.
• Pazienti con aritmie ad alto rischio di evoluzione verso scompenso cardiaco, per prevenire il deterioramento della funzione cardiaca.

Al contrario, per chi è controindicata l’elettroporazione?

• Pazienti con patologie cardiache instabili.
• Persone con trombi intracardiaci, che aumentano il rischio di eventi embolici durante la procedura.
• Pazienti con dispositivi elettronici incompatibili, come alcuni pacemaker o defibrillatori che potrebbero essere influenzati dagli impulsi di elettroporazione.
• Soggetti con severe coagulopatie o alto rischio emorragico, che potrebbero sviluppare complicanze gravi a seguito della puntura vascolare.
• Donne in gravidanza, a causa dei potenziali rischi per il feto legati agli impulsi elettrici e alle radiazioni fluoroscopiche.

Dopo l’elettroporazione, il recupero è generalmente più rapido rispetto ad altre tecniche di ablazione. Il paziente deve però seguire attentamente alcune precauzioni per ottimizzare il processo di guarigione:

• Riposo e limitazione degli sforzi intensi nelle prime 24-48 ore.
• Ripresa delle attività quotidiane entro 48-72 ore, sempre evitando di fare particolari sforzi per almeno una settimana.
• Follow-up cardiologico: è previsto un controllo con ECG e/o ecocardiogramma a distanza di qualche settimana per valutare il successo della procedura.
• Terapia farmacologica, in quanto alcuni pazienti potrebbero necessitare di anticoagulanti o farmaci antiaritmici temporanei, sempre prescritti dal medico.
• Stile di vita adeguato: è necessario mantenere una dieta equilibrata, evitare fumo e alcool e gestire i fattori di rischio cardiovascolare.

La prima domanda che si pone il paziente è: dove fanno l’elettroporazione? Dal momento che si tratta di una tecnica del tutto innovativa, è necessario rivolgersi a centri specializzati, che non solo possano contare sulla presenza di équipe di esperti, ma anche sulla disponibilità di tecnologie di ultimissima generazione.
Tutti elementi presenti presso gli ospedali GVM Care & Research, fondati inoltre su una visione a 360 gradi di ogni persona che deve seguire un percorso di diagnosi, trattamento e follow-up. La storia clinica, personale e familiare è infatti la base di studio essenziale per ogni pianificazione. Dal momento che il cuore è un organo indispensabile per la vita, il suo benessere dev’essere garantito attraverso le migliori possibilità di analisi e di cura.