VITAL - o subestudo de insuficiência cardíaca com fração de ejeção reduzida

A insuficiência cardíaca afeta mais de 1 milhão de pessoas no Reino Unido. Aproximadamente 50% dessas pessoas têm insuficiência cardíaca com fração de ejeção reduzida (ICFEr), uma condição em que o músculo do coração não se contrai adequadamente. Sem tratamento, os pacientes correm o risco de desenvolver líquido ao redor dos pulmões e das pernas (chamado edema), ritmos cardíacos anormais (conhecidos como arritmias) e morte. O tratamento envolve uma combinação de comprimidos, mas alguns pacientes não apresentam melhora com medicamentos. Quando as câmaras esquerda e direita do coração não bombeiam ao mesmo tempo, dispositivos chamados terapia de ressincronização cardíaca (TRC) podem ser implantados para estimular o bombeamento conjunto das câmaras, reduzindo os sintomas e melhorando a qualidade de vida do paciente.

Os dispositivos CRT consistem em fios que são colocados nos ventrículos através dos vasos sanguíneos que levam ao coração. No entanto, apesar de um procedimento inicialmente bem sucedido, mais de um terço dos pacientes não apresentam qualquer melhoria após a implantação da TRC. Os riscos associados ao procedimento incluem sangramento, infecção e danos ao pulmão ou músculo cardíaco subjacente (que podem ser fatais), o que significa que uma proporção significativa de pacientes assume esses riscos sem nenhum benefício posterior. Além disso, o risco de infecção é vitalício e os pacientes podem desenvolver endocardite infecciosa relacionada ao dispositivo em qualquer estágio, o que está associado a uma alta mortalidade.

Modelos virtuais da anatomia e do fluxo sanguíneo de um paciente, conhecidos como “gêmeos digitais”, podem ser gerados usando inteligência artificial. Esses modelos podem ser usados ​​para prever a resposta de um paciente a um tratamento ou procedimento. Os gêmeos digitais foram estudados em projetos de pesquisa que analisam a doença do coronavírus 2019 (COVID-19), asma e câncer. Dentro da cardiologia, gêmeos digitais têm sido estudados em pacientes submetidos a cirurgia valvar. Até agora, nenhum modelo foi desenvolvido para prever as respostas dos pacientes aos tratamentos para insuficiência cardíaca.

Trabalhando em estreita colaboração com bioengenheiros, fisiologistas e cientistas da computação, este estudo visa desenvolver uma plataforma de modelagem validada, em múltiplas escalas e de múltiplos órgãos, que possa criar um gêmeo virtual individualizado, incorporando anatomia cardiovascular, bem como processos fisiológicos complexos, incluindo a interconexão de sistemas orgânicos, atividade do sistema nervoso autônomo e ações hormonais.

Serão recrutados no mínimo 30 pacientes submetidos a implantação de TRC clinicamente indicada. Antes do procedimento, cada paciente comparecerá à University College London (UCL) para uma série de testes, incluindo medição de altura, peso e pressão arterial, um ecocardiograma, uma ressonância magnética cardíaca (MRI), um eletrocardiograma (ECG) de 12 derivações. , um registro de imagem eletrocardiográfica de 256 derivações (um registro detalhado dos batimentos cardíacos de 5 minutos), um teste de caminhada/degrau de 6 minutos e coleta de amostras de sangue e urina. Um subconjunto de pacientes também receberá um monitor cardíaco vestível que será usado durante a consulta UCL. Esses dados serão integrados à estrutura de modelagem para criar um “gêmeo” virtual personalizado para cada paciente.

Após a implantação do CRT, cada paciente retornará para consultas de acompanhamento aos 3 meses e 6 meses, quando serão submetidos a novo ecocardiograma, exame de sangue e teste de degrau/caminhada de 6 minutos.

Uma plataforma virtual clinicamente validada teria o potencial de transformar a forma como os pacientes são selecionados para serem submetidos à implantação de dispositivos das seguintes maneiras:

• Os pacientes que se prevê serem “não respondedores” podem ser direcionados para outros tratamentos e evitar os sérios riscos potenciais associados à implantação do dispositivo.

• A seleção de dispositivos pode ser otimizada. Existem 2 formas de CRT:

  1. Estimulação biventricular (BiVP), que envolve a implantação de um eletrodo em cada ventrículo
  2. Estimulação do sistema de condução (CSP), que requer a colocação de um eletrodo no tecido cardíaco condutor no septo entre os ventrículos.

Considera-se que o CSP imita melhor a fisiologia do próprio coração, mas é tecnicamente mais difícil de alcançar, muitas vezes levando a um procedimento mais longo e de maior risco. Os pacientes encaminhados para ambas as formas de TRC serão recrutados para este estudo. Uma plataforma de modelagem validada poderá ser capaz de prever qual forma de estimulação beneficiaria mais o paciente, o que significa que os médicos serão capazes de selecionar a forma ideal de estimulação sem expor o paciente a complicações desnecessárias.