Φανταστείτε να μπορούσατε να «δείτε» πόσο υγιής είναι η καρδιά σας απλώς κοιτάζοντας το δέρμα σας. Όχι μεταφορικά, αλλά κυριολεκτικά. Να παρακολουθείτε σε πραγματικό χρόνο πώς συμπεριφέρονται τα τριχοειδή, τα πιο μικροσκοπικά αγγεία του σώματος, πριν καν εμφανιστεί οποιοδήποτε σύμπτωμα καρδιαγγειακής νόσου.
Αυτό ακριβώς κατάφεραν ερευνητές από το Helmholtz Munich και το Τεχνικό Πανεπιστήμιο του Μονάχου (TUM), ανάμεσά τους και Έλληνες, με μια νέα τεχνολογία απεικόνισης, τη fast-RSOM που αλλάζει ριζικά τον τρόπο με τον οποίο ανιχνεύονται τα πρώτα, αθόρυβα σημάδια καρδιαγγειακής νόσου, πολύ πριν εμφανιστούν συμπτώματα ή αλλοιώσεις στις μεγάλες αρτηρίες.
Και αυτό είναι είδηση!
Η καρδιαγγειακή νόσος δεν ξεκινά ξαφνικά με ένα έμφραγμα ή με ένα εγκεφαλικό. Πολύ νωρίτερα, σε ένα επίπεδο αόρατο μέχρι σήμερα, αρχίζουν να δυσλειτουργούν τα ενδοθηλιακά κύτταρα των μικροσκοπικών αγγείων. Αυτή η κατάσταση, που είναι γνωστή ως μικροαγγειακή ενδοθηλιακή δυσλειτουργία (MiVED), επηρεάζει την ικανότητα των αγγείων να διαστέλλονται και να συστέλλονται σωστά και θεωρείται από τους επιστήμονες ως ένα από τα πρώτα «καμπανάκια» για την εκδήλωση καρδιαγγειακής νόσου στο μέλλον. Το πρόβλημα ήταν ότι μέχρι σήμερα δεν υπήρχε τρόπος να μετρηθεί αυτή η δυσλειτουργία στον άνθρωπο με ακρίβεια και χωρίς επεμβατικές μεθόδους.
Η νέα τεχνολογία, που ονομάζεται fast raster-scan optoacoustic mesoscopy ή fRSOM (Ταχεία Οπτοακουστική Mεσοσκόπηση Σάρωσης) έρχεται να καλύψει ακριβώς αυτό το κενό. Η τεχνολογία χρησιμοποιεί σύντομους παλμούς φωτός, οι οποίοι απορροφώνται από το αίμα και μετατρέπονται σε υπερηχητικά σήματα. Από αυτά τα σήματα δημιουργούνται τρισδιάστατες εικόνες εξαιρετικά υψηλής ανάλυσης, αρκετά λεπτομερείς ώστε να απεικονίζουν ακόμη και μεμονωμένα τριχοειδή, παρακολουθώντας δυναμικά πώς αυτά αντιδρούν σε ερεθίσματα, όπως η προσωρινή διακοπή και η επαναφορά της αιματικής ροής, ένα ερέθισμα που ενεργοποιεί το αγγειακό ενδοθήλιο. Το εντυπωσιακό όμως δεν είναι μόνο η εικόνα, αλλά η δυνατότητα να παρακολουθείται η λειτουργία των αγγείων τη στιγμή που αυτή η εικόνα αλλάζει. Με απλά λόγια η τεχνολογία δεν δείχνει απλώς πώς «μοιάζουν» τα αγγεία, αλλά πώς λειτουργούν.
Μια έρευνα πολλών ετών
Η οπτοακουστική απεικόνιση που τροφοδοτεί το fRSOM αναπτύχθηκε πριν από μια δεκαετία σχεδόν, από μια διεθνή ομάδα του Τεχνικού Πανεπιστημίου του Μονάχου (TUM) με επικεφαλής τον Βασίλη Ντζιαχρήστο, Καθηγητή Βιολογικής Απεικόνισης στο TUM και Διευθυντή του Ινστιτούτου Βιολογικής και Ιατρικής Απεικόνισης στο Helmholtz Munich.
Η μέθοδος επέτρεψε για πρώτη φορά την απεικόνιση αγγειακών και κυτταρικών δομών με υψηλή ανάλυση και ευκρίνεια, μέχρι και 2-4 χιλιοστά κάτω από την επιφάνεια του δέρματος, κάτι που δεν είναι δυνατό να επιτευχθεί με τις υπάρχουσες μεθόδους, όπως είναι η οπτική εξέταση, η οπτική μικροσκοπία ή ο υπέρηχος. Μάλιστα η τεχνολογία απέσπασε το Βραβείο Καινοτομίας 2021 της Ευρωπαϊκής Επιτροπής.
«Η μέθοδος RSOM στηρίζεται στην σάρωση μια δέσμης φωτός πάνω στο δέρμα με τέτοιο τρόπο ώστε να δημιουργούνται υπέρηχοι μέσα στον ιστό, γύρω από μόρια που απορροφούν το φως, όπως για παράδειγμα η αιμοσφαιρίνη ή η μελανίνη. Οι υπέρηχοι ανιχνεύονται με ειδικούς δέκτες υψηλών συχνοτήτων (πολλές φορές ξεπερνώντας τα 100MHz) και συνδυάζονται αλγοριθμικά έτσι ώστε να μετατραπούν σε εικόνες. Δεδομένου ότι διαφορετικά μόρια απορροφούν και ανταποκρίνονται μοναδικά σε διαφορετικά χρώματα φωτός, η τεχνική μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη μελέτη πολλών διαφορετικών ανατομικών και βιοχημικών χαρακτηριστικών του ιστού.
Αυτό καθιστά τη RSOM ικανή να ανιχνεύει με λεπτομέρεια μικροαγγειακές, συγκεντρώσεις οξυγόνου ιστών, ενδοθηλιακές λειτουργίες και άλλες παθοφυσιολογικές διεργασίες. Και όλα αυτά χωρίς την ανάγκη χρήσης σκιαγραφικών ουσιών και ιονίζουσας ακτινοβολίας, γεγονός που καθιστά τη μέθοδο εξαιρετικά ασφαλή και μη επεμβατική για τους ασθενείς», περιγράφει στο Dnews ο Καθηγητής Ντζιαχρήστος, που είναι και ο επικεφαλής συγγραφέας της νέας μελέτης.
Καρδιά που…φαίνεται μέσα από το δέρμα
Στη νέα μελέτη που μόλις δημοσιεύτηκε στο κορυφαίο επιστημονικό περιοδικό Light: Science & Applications, οι ερευνητές έδειξαν ότι η fast-RSOM μπορεί να ανιχνεύσει λειτουργικές διαταραχές στα τριχοειδή του δέρματος σε καπνιστές και σε ασθενείς με υφιστάμενη καρδιαγγειακή νόσο, ακόμη και όταν δεν υπάρχουν εμφανείς δομικές αλλοιώσεις. Με άλλα λόγια, τα αγγεία φαίνονται μεν «κανονικά», αλλά δεν συμπεριφέρονται φυσιολογικά. Αυτό είναι κρίσιμο, γιατί υποδηλώνει ότι η MiVED προηγείται των μόνιμων ανατομικών βλαβών και μπορεί να λειτουργήσει ως εξαιρετικά πρώιμος δείκτης κινδύνου.
«Η νέα μας προσέγγιση προσφέρει μια πρωτοφανή εικόνα του τρόπου με τον οποίο η καρδιαγγειακή νόσος εκδηλώνεται στο μικροαγγειακό επίπεδο», προσθέτει ο Δρ. Άγγελος Κάρλας, ειδικός αγγειοχειρουργός, ερευνητής στο TUM, πρώτος συν-συγγραφέας και ιατρικός υπεύθυνος της μελέτης.
Στη μελέτη, οι ερευνητές προκάλεσαν ελεγχόμενα μια προσωρινή διακοπή της αιματικής ροής στο χέρι των εθελοντών και στη συνέχεια κατέγραψαν πώς αποκρίνονται τα αγγεία όταν επανέρχεται η αιματική ροή. Για πρώτη φορά, φάνηκε καθαρά ότι τα τριχοειδή δεν αντιδρούν όλα με τον ίδιο τρόπο. Κάποια «σβήνουν» γρηγορότερα, άλλα επανέρχονται με καθυστέρηση, ενώ ορισμένα εμφανίζονται μόνο στη φάση της έντονης υπεραιμίας. Ακόμη πιο εντυπωσιακό είναι το γεγονός ότι τα επιφανειακά και τα βαθύτερα στρώματα του δέρματος συμπεριφέρονται διαφορετικά, κάτι που καμία προηγούμενη μέθοδος, όπως το Doppler ή η υπέρυθρη φασματοσκοπία δεν μπορούσαν να ανιχνεύσουν.
Με βάση αυτές τις παρατηρήσεις, η ομάδα εισήγαγε νέους λειτουργικούς βιοδείκτες αγγειακής υγείας, όπως το πόσο μειώνεται και επανέρχεται ο όγκος αίματος στα τριχοειδή, πόσο έντονη είναι η υπεραιμική αντίδραση και πόσο γρήγορα φτάνει στο μέγιστο. Αυτοί οι δείκτες αποδείχθηκαν ιδιαίτερα αποκαλυπτικοί όταν εφαρμόστηκαν σε καπνιστές και σε ασθενείς με καρδιαγγειακή νόσο.
Το βασικό πλεονέκτημα της fRSOM έγκειται στη δυνατότητα εξαγωγής βιοδεικτών για κάθε τριχοειδές και για κάθε στιβάδα του δέρματος ξεχωριστά, αποκαλύπτοντας πτυχές της MiVED που μέχρι σήμερα δεν ήταν δυνατόν να μελετηθούν.
Αν μπορέσουν οι γιατροί να εντοπίσουν αυτές τις πρώιμες, «σιωπηλές» αλλαγές, τότε ανοίγει ο δρόμος για μια πραγματικά προληπτική ιατρική. Το ότι η fRSOM είναι μη επεμβατικό, δεν χρησιμοποιεί ακτινοβολία ή σκιαγραφικά και είναι φορητό, το καθιστά ιδανικό για χρήση στην καθημερινή κλινική πράξη. Στο μέλλον θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για έγκαιρη εκτίμηση καρδιαγγειακού κινδύνου, για παρακολούθηση της επίδρασης φαρμάκων ή αλλαγών στον τρόπο ζωής, ακόμη και για εξατομικευμένα προγράμματα πρόληψης.
Η ερευνητική ομάδα στοχεύει τώρα στην επικύρωση της fRSOM σε μεγαλύτερες και σε πιο ποικιλόμορφες ομάδες ασθενών και στην ενσωμάτωση των βιοδεικτών του στις κλινικές ροές εργασίας. Αν οι μελλοντικές κλινικές μελέτες επιβεβαιώσουν τα ευρήματα σε μεγαλύτερους πληθυσμούς, τότε η fast-RSOM θα μπορούσε να αλλάξει ριζικά τον τρόπο με τον οποίο αντιλαμβανόμαστε και προλαμβάνουμε τις καρδιαγγειακές παθήσεις. Αντί να περιμένουμε να φανούν οι βλάβες στις μεγάλες αρτηρίες, ίσως σύντομα να αρκεί μια «ματιά» στο δέρμα για να «δούμε» την καρδιά μας πολύ πριν αρρωστήσει.
