Imágenes de rayos X innovadoras muestran que el COVID-19 puede causar daño vascular al corazón
Red vascular (rojo) en tejido cardíaco sano (izquierda) y en casos graves de COVID-19 (derecha). Debido a la reforma defectuosa de la red como resultado de COVID-19, se desarrollan numerosas ramificaciones, divisiones e incluso bucles en los capilares, que pueden analizarse matemáticamente. Crédito: M. Reichardt, P. Mller Jensen, T. Salditt
Un equipo de investigación interdisciplinario de la Universidad de Gttingen y la Escuela de Medicina de Hannover (MHH) ha detectado cambios significativos en el tejido del músculo cardíaco de personas que fallecieron por COVID-19 . El daño al tejido pulmonar ha sido el foco de investigación en esta área durante algún tiempo y ahora se ha investigado a fondo. El estudio actual respalda la participación del corazón en COVID-19 a nivel microscópico por primera vez al obtener imágenes y analizar el tejido afectado en las tres dimensiones. Los resultados fueron publicados en la revista eLife.
Los científicos tomaron imágenes de la arquitectura del tejido a alta resolución usando radiación de sincrotrón, una radiación de rayos X particularmente brillante, y la mostraron en tres dimensiones. Para hacer esto, utilizaron un microscopio de rayos X especial que la Universidad de Gttingen instaló y opera en el Sincrotrón de Electrones Alemán DESY en Hamburgo. Observaron cambios claros a nivel de los capilares (los diminutos vasos sanguíneos) en el tejido del músculo cardíaco cuando examinaron los efectos de la forma grave de la enfermedad COVID-19.
En comparación con un corazón sano , imágenes de rayos X de tejidos afectados por una enfermedad grave, revelaron una red llena de divisiones, ramas y bucles que habían sido remodelados caóticamente por la formación y división de nuevos vasos. Estos cambios son la primera evidencia visual directa de uno de los principales impulsores del daño pulmonar en COVID-19: un tipo especial de «angiogenes intususceptivos» (es decir, formación de nuevos vasos) en el tejido.
Para visualizar la red capilar, los vasos en el volumen tridimensional primero tenían que identificarse utilizando métodos de aprendizaje automático. Inicialmente, esto requería que los investigadores etiquetaran minuciosamente y manualmente los datos de la imagen. «Para acelerar el procesamiento de imágenes, también descomponemos automáticamente la arquitectura del tejido en sus características simétricas locales y luego las comparamos», explica Marius Reichardt, de la Universidad de Gttingen y primer autor del artículo. «Los parámetros obtenidos a partir de esto mostraron una calidad completamente diferente en comparación con el tejido sano, o incluso con enfermedades como la gripe grave o la miocarditis común», explican los líderes del estudio, el profesor Tim Salditt de la Universidad de Gttingen y el profesor Danny Jonigk de el MHH.
Tejido cardíaco sano (izquierda) y en COVID-19 grave (derecha). Mientras que los vasos sanguíneos en el caso sano muestran una estructura intacta (abajo a la derecha), se pueden ver cavidades o bolsas y diminutas estructuras tubulares que se forman en los vasos sanguíneos finos (capilares) en la muestra de tejido con COVID-19, lo que indica cambios morfológicos particulares. Crédito: M Reichardt, T Salditt
Hay una característica muy especial de este estudio: en contraste con la arquitectura vascular, la calidad de datos requerida podría lograrse utilizando una pequeña fuente de rayos X en el laboratorio de la Universidad de Göttingen. En principio, esto significa que también podría hacerse en cualquier clínica para ayudar a los patólogos con diagnósticos de rutina. En el futuro, los investigadores quieren expandir aún más el enfoque de convertir los patrones de tejido característicos en valores matemáticos abstractos para desarrollar herramientas automatizadas para el diagnóstico, nuevamente desarrollando imágenes de rayos X de laboratorio y validándolas con datos de radiación de sincrotrón. La colaboración con DESY se ampliará aún más en los próximos años.
La investigación se publicó en eLife.
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La imagen tridimensional de rayos X destaca la enfermedad neurodegenerativa Más información: Marius Reichardt et al, histopatología virtual en 3D del tejido cardíaco de pacientes con COVID-19 en contraste de fase X -tomografía de rayos. eLife (2021). DOI: 10.7554/eLife.71359 Información de la revista: eLife
Proporcionado por la Universidad de Gttingen Cita: Innovadoras imágenes de rayos X muestran que COVID-19 puede causar daño vascular a the heart (22 de diciembre de 2021) recuperado el 29 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-12-x-ray-imaging-covid-vascular-heart.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.