October 15, 2014

I ricercatori della Purdue University stanno usando immagini ad ultrasuoni come questa per studiare gli aneurismi dell’aorta addominale, una condizione potenzialmente fatale che è la 13° causa di morte negli Stati Uniti. (Foto Purdue University/Weldon School of Biomedical Engineering)
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WEST LAFAYETTE, Ind. – I ricercatori stanno esplorando l’utilità dell’imaging a ultrasuoni per studiare i pericolosi aneurismi dell’aorta addominale, un rigonfiamento dell’aorta che di solito è fatale quando si rompe e per cui non esiste un trattamento medico efficace.

Gli aneurismi dell’aorta addominale sono la tredicesima causa di morte negli Stati Uniti, uccidendo circa 15.000 persone all’anno.

“La maggior parte delle volte le persone non sanno nemmeno che c’è, ma se si rompe hanno un’emorragia interna dalla più grande arteria del corpo”, ha detto Craig Goergen, un assistente professore della Weldon School of Biomedical Engineering della Purdue University. “L’ottanta per cento delle volte il paziente muore prima di arrivare in ospedale”.

I ricercatori hanno usato un metodo chiamato ultrasuoni ad alta frequenza per piccoli animali per misurare i cambiamenti nella progressione degli aneurismi dell’aorta addominale in animali da laboratorio. Imparando di più sugli aneurismi a livello molecolare, i ricercatori potrebbero essere in grado di sviluppare farmaci o terapie con cellule staminali per evitare che si ingrandiscano, ha detto Goergen (pronunciato Gor-Jen).

Le nuove scoperte saranno dettagliate in un documento che sarà presentato il 25 ottobre dallo studente di dottorato Evan Phillips durante l’incontro annuale della Biomedical Engineering Society a San Antonio.

I ricercatori sono in grado di tracciare piccoli cambiamenti nella nave mentre si forma l’aneurisma. L’imaging a ultrasuoni permette la visualizzazione degli strati arteriosi che spesso si separano l’uno dall’altro mentre il vaso cresce.

“Lo sviluppo di questi aneurismi è un processo sfaccettato che non è stato completamente caratterizzato, e nessuna terapia ha dimostrato di prevenire efficacemente la progressione dell’aneurisma”, ha detto Goergen. “Quello che vogliamo fare è capire cosa provoca la formazione e la crescita di aneurismi in modo che possiamo poi sviluppare strategie migliori per evitare che ciò accada.”

La tecnica ad ultrasuoni utilizza anche il colore Doppler imaging, rendendo possibile per i ricercatori di raccogliere dati di flusso di sangue codificati a colori che mostrano la direzione e la velocità della circolazione, entrambi i quali sono fattori che potrebbero influenzare come aneurismi sviluppano ed espandere. La frequenza di un’onda cambia quando si muove verso o lontano dall’osservatore, un fenomeno noto come effetto Doppler. Colore Doppler immagini mostrano flusso rosso in movimento verso il trasduttore ad ultrasuoni e flusso blu in movimento via.

Gli sforzi stanno gettando le basi per studi futuri che potrebbero utilizzare questi metodi in un ambiente clinico o per indagare potenziali terapie, ha detto.

Aneurismi aortici umani tipicamente iniziano a 3 a 4 centimetri di diametro e si trovano nell’addome sotto i reni. L’aorta si estende dal cuore attraverso il corpo e infine si ramifica in due arterie più piccole che portano alle gambe.

I più a rischio sono gli uomini anziani che hanno la pressione alta e una storia di fumo. Agli uomini sopra i 65 anni che rientrano in questo profilo si raccomanda di contattare il proprio medico per uno screening a ultrasuoni per determinare se hanno un aneurisma.

“A meno che non si senta una massa pulsante, si sviluppi un insolito dolore alla schiena, o si venga sottoposti a screening a ultrasuoni, la maggior parte delle persone non scopre nemmeno di averlo. Se ti viene diagnosticato, la maggior parte dei chirurghi non tratta gli aneurismi inferiori a 4 centimetri. Purtroppo, non c’è nessuna medicina che può impedire la crescita degli aneurismi”, ha detto Goergen. “I medici possono dare statine per abbassare i livelli di colesterolo o farmaci anti-ipertensione per abbassare la pressione sanguigna, ma non ci sono farmaci che possono prevenire direttamente l’espansione dell’aneurisma.”

Tuttavia, i ricercatori possono studiare animali da laboratorio che imitano le condizioni umane per fornire intuizioni sui meccanismi dietro gli aneurismi. Il gruppo guidato da Goergen ha usato l’imaging a ultrasuoni per quantificare i cambiamenti in un periodo di 4 settimane mentre gli aneurismi si sviluppavano e si espandevano nei topi e nei ratti.

“Stiamo facendo ultrasuoni tridimensionali che possono ricostruire l’intera aorta”, ha detto Goergen.

Perché questa tecnica non è invasiva, potrebbe eventualmente essere usata sugli esseri umani per diagnosticare e seguire la progressione degli aneurismi.

Il documento della conferenza è stato redatto da Phillips, studenti universitari Alexa Yrineo e Hilary Schroeder; dottorando Frederick Damen; studenti universitari Amy Bogucki, Shadman Jubaer, Amelia Adelsperger e Rebecca Foley; borsista post-dottorato Ashley Nicole Blaize; Ji-Xin Cheng, un professore della Weldon School of Biomedical Engineering e dipartimento di chimica; e Goergen. Katherine Wilson, uno studente universitario di ingegneria biomedica presso l’Università dell’Arkansas, anche partecipato alla ricerca attraverso il programma Summer Undergraduate Research Fellowship (SURF).

Scrittore: Emil Venere, 765-494-4709, [email protected]

Fonte: Craig J. Goergen, 765-494-1517, [email protected]

Gli aneurismi dell’aorta addominale (AAA) sono dilatazioni patologiche dell’aorta associate a morbilità e mortalità significative dovute alla rottura. Lo sviluppo dell’AAA è un processo multifattoriale che non è stato completamente caratterizzato e nessuna terapia ha dimostrato di prevenire efficacemente la progressione dell’aneurisma. Tuttavia, sono stati sviluppati modelli di roditori che imitano la condizione umana, fornendo informazioni sui meccanismi di patogenesi. Lo scopo di questo studio è quello di quantificare i cambiamenti anatomici e biomeccanici che si verificano durante la progressione dell’aneurisma utilizzando avanzate tecniche di imaging in vivo ed ex vivo in modelli di roditori AAA.