Sindrome di Brugada: caratterizzazione mediante voltage-clamp delle mutazioni dei canali del sodio

La Sindrome di Brugada è una patologia cardiaca descritta nel 1992 dai fratelli Brugada che si associa a un rischio aumentato di morte improvvisa in assenza di una cardiopatia strutturale.
L'incidenza di eventi letali è più elevata nei maschi nella terza e quarta decade di vita. È una patologia genetica che colpisce alcuni canali ionici, strutture poste sulla superficie delle cellule del cuore, causandone un malfunzionamento e creando così degli squilibri nell’attività elettrica aumentando il rischio di insorgenza di aritmie ventricolari potenzialmente fatali.
Tipicamente gli uomini manifestano la malattia più frequentemente delle donne; essa ha una prevalenza stimata di 5 su 10.000 e una trasmissione autosomica dominante; pertanto, la probabilità di trasmettere la patologia è del 50% a ogni gravidanza. Data l’origine genetica della sindrome, indagare la storia familiare è molto importante. I pazienti con sindrome di Brugada possono avere storia familiare positiva per morte improvvisa in età giovanile (cioè un’età inferiore ai 50 anni) per cause non note, familiari a cui è stata posta diagnosi di epilessia (non per una associazione tra le due malattie, ma per la possibile confusione tra episodi epilettici e sincopi aritmiche) oppure storia di aborti tardivi in famiglia. È caratterizzata dal punto di vista elettrocardiografico da un sopraslivellamento del tratto ST nelle derivazioni precordiali di destra (V1-V2-V3, al quarto spazio intercostale a destra e sinistra dello sterno), le derivazioni che registrano l'attività elettrica del tratto di efflusso del ventricolo destro.
Nel lavoro tratterò delle caratterizzazioni in vitro dell’elettrofisiologia di correnti ioniche differenti, a seconda del tipo di mutazione riscontrata; parlerò di misurazioni effettuate con il Voltage-Clamp, tecnica utilizzata per misurare le correnti di ioni attraverso la membrana di cellule eccitabili, mantenendo la differenza di potenziale tra l’interno e l’esterno della membrana ad un potenziale di Holding (potenziale di partenza definito). Queste misurazioni vengono effettuate su cellule in cui si fa esprimere il gene che esprime il fenotipo normale, chiamate cellule wild-type (o eterologhe), e su cellule in cui viene espresso il gene con la mutazione nota.
Gli esperimenti di Voltage-Clamp vengono eseguiti mediante dei protocolli di attivazione: questi hanno il particolare scopo di capire come la singola corrente dipenda dallo specifico potenziale d’azione che le viene conferito e ci si è resi conto che andando ad applicare un potenziale di Holding via via decrescente (-80 mV/ -100 mV/ -120 mV) si osservava un maggiore o minore effetto della mutazione. In particolare, rendendo sempre più negativo il potenziale di partenza delle cellule eccitabili la perdita di funzione della corrente diveniva sempre più evidente. A questo punto ci siamo chiesti se possano esistere delle condizioni in vivo che fanno sì che il potenziale di riposo delle cellule si iperpolarizzi e se questi eventi contribuiscano all’arresto cardiaco improvviso. Un fattore che ha come chiara conseguenza la iperpolarizzazione del potenziale d’azione a riposo delle cellule è l’ipocalemia.
I valori fisiologici di potassio nel sangue possono subire delle variazioni talvolta importanti dovute solitamente all’attività fisica, alla sudorazione, all’alimentazione e può variare con l’alternanza giorno-notte e con la frequenza cardiaca. Tutti questi fattori possono far sì che si possa avere una quantità di potassio nel sangue anche significativamente inferiore in specifici momenti della giornata nello stesso soggetto.
Nel primo capitolo andrò ad analizzare la struttura anatomica cardiaca, come i potenziali d'azione si propagano all'interno del tessuto miocardico e come questi segnali possono essere misurati in diagnostica. Nel secondo capitolo tratterò la sindrome, analizzandola nel suo insieme, studiandone etiopatogènesi, sintomi, diagnosi e terapia. Nel terzo capitolo parlerò di come essere effettuati in laboratorio caratterizzazioni in vitro dell’elettrofisiologia cardiaca mediante la tecnica del voltage-clamp. Nel quarto capitolo tratterò del reperimento dei dati attraverso il Database PubMed con una breve spiegazione su come e perché sono stati scelti gli articoli analizzati. Nell'ultimo capitolo analizzerò ciò che fino ad ora è stato fatto in letteratura in merito alle caratterizzazioni in vitro della corrente di sodio implicata negli studi elettrofisiologici della sindrome di Brugada, mediante la tecnica del Voltage-Clamp. Andrò ad analizzare come questi esperimenti sono stati portati avanti e con quali protocolli di attivazione, quale potenziale di Holding è stato utilizzato nello studio, se quest’ultimo è stato fatto variare e con quali effetti.