Un innovativo approccio di imaging 3D guidato dal Cnr-Ifc rivela il ruolo attivo della fibrosi nella propagazione elettrica del cuore
Un team internazionale di ricerca guidato dall’Istituto di fisiologia clinica del Consiglio nazionale delle ricerche (Cnr-Ifc) di Firenze ha sviluppato un approccio di imaging di nuova generazione che combina mappatura elettrofisiologica e ricostruzioni tridimensionali ad alta risoluzione del cuore.
Lo studio, pubblicato su Nature Cardiovascular Research, ha dimostrato che la fibrosi cardiaca non è un tessuto “inerte”, ma un elemento attivo in grado di alterare la conduzione elettrica e favorire l’insorgenza di aritmie.
Fibrosi cardiaca e conduzione elettrica: un legame finora invisibile
La fibrosi, processo comune a molte cardiopatie, comporta la sostituzione delle cellule muscolari con tessuto connettivo. Finora, il suo impatto sulla propagazione degli impulsi elettrici era poco chiaro.
Grazie a un avanzato protocollo ottico di clearing dei tessuti e all’utilizzo di un microscopio a foglio di luce mesoscopico, il gruppo di ricerca ha potuto ricostruire in 3D la struttura dei ventricoli cardiaci, identificando con estrema precisione le aree fibrotiche e la loro interazione con i cardiomiociti circostanti.
Integrando le osservazioni con modelli computazionali, è emerso che la fibrosi può instaurare un accoppiamento elettrico anomalo tra cellule muscolari e fibroblasti, generando il substrato ideale per aritmie da rientro.
Una tecnica pionieristica per la mappatura elettrofisiologica del cuore
“Questa tecnica innovativa ci ha permesso di osservare che le aree fibrotiche agiscono come un filtro selettivo”, spiega Leonardo Sacconi, coordinatore dello studio presso il Cnr-Ifc.
“Permettono la normale conduzione elettrica a frequenze fisiologiche, ma bloccano o rallentano la propagazione quando il cuore è sottoposto a stress o tachicardia. Abbiamo dimostrato che non basta conoscere la morfologia del cuore: per valutare il rischio aritmico è necessario integrare anche le alterazioni elettrofisiologiche dovute alla fibrosi”.
Collaborazione internazionale e prospettive future
Il risultato rappresenta un traguardo significativo della nuova Unità di Ricerca presso Terzi (URT) OptoCARD del Cnr-Ifc, attiva all’interno dell’Università di Firenze e coordinata insieme alla prof.ssa Elisabetta Cerbai, ordinario di Farmacologia.
Alla ricerca hanno contribuito istituzioni di rilievo internazionale, tra cui l’Università di Friburgo, il King’s College London, l’Università di Padova, la Florida State University, il Politecnico di Milano, il Karlsruhe Institute of Technology, l’Università di Firenze, la University of Connecticut e il Laboratorio Europeo di Spettroscopie non Lineari.
Verso modelli digitali predittivi e terapie personalizzate
Lo studio apre nuove prospettive nella cardiologia predittiva e nella medicina di precisione. I risultati gettano le basi per la realizzazione di modelli digital twin personalizzati in grado di valutare il rischio aritmico dei pazienti e orientare strategie terapeutiche mirate, incluse le terapie geniche di nuova generazione.
Il progetto si inserisce nella più ampia visione di ricerca portata avanti da HeartCORE, vincitore nel giugno 2025 di un ERC Advanced Grant, che conferma l’eccellenza e l’impatto innovativo del gruppo di ricerca italiano nel panorama della cardiologia internazionale.