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Valvole meccaniche vs biologiche: una scelta a misura di paziente! (Prima Parte)

Il futuro della sperimentazione animale e della ricerca in Italia è nelle mani della politica, e verrà deciso nelle prossime settimane. Tra le procedure che potrebbero essere vietate con questa nuova legge ci sono gli xenotrapianti; una delle aree di applicazione più note di questa tecnologia è la sostituzione valvolare cardiaca con valvola biosintetica (da distinguere da quella meccanica) di origine bovina o suina.

Questa prima parte di articolo vuole spiegare le differenze, i benefici e i limiti delle valvole biologiche e delle valvole meccaniche. La seconda parte dell’articolo sarà invece dedicata a capire se le valvole biologiche sono davvero “obsolete” come qualcuno vuole dare a intendere.


Le valvulopatie

Innanzitutto inquadriamo la situazione clinica in cui ci stiamo muovendo, ovvero l’ambito delle valvulopatie (quelle malattie che interessano le valvole cardiache); queste possono interessare tutte le valvole, anche se in misura maggiore sono coinvolte la valvola aortica e la valvola mitrale. Possono esserci diverse cause a monte di un problema valvolare (infezioni, diabete, condizioni metaboliche od ormonali, genetiche oppure semplice invecchiamento) che portano ad una stenosi (riduzione dell’apertura della valvola), insufficienza (incontinenza della valvola) o a disturbi misti (steno-insufficienza); la gravità della malattia dipende dal grado di difetto valvolare (peggiore è la stenosi o l’insufficienza, più grave è la malattia e i sintomi da essa prodotti).
valvole_sez-ortogonale
valvole cardiache in sezione ortogonale

Queste patologie sono molto più frequenti di quanto si possa pensare e la loro prevalenza nella popolazione tende ad aumentare con l’età, come si può osservare da uno studio presentato sul Journal of Royal College of Physician1 e da un lavoro del 2006 pubblicato sul Lancet da Nkomo2; infatti nelle popolazioni statunitensi considerate da Nkomo la prevalenza di malattia valvolare di gravità moderata-severa tra i 65 e i 74 anni è dell’8,5% mentre sopra i 75 anni sale al 13%.
Il lavoro sul Journal of Royal College of Physician stima inoltre che i soggetti sopra i 65 anni interessati da queste malattie valvolari possano aggirarsi attorno al milione di malati, senza contare che la popolazione britannica sopra i 65 anni tenderà ad aumentare fino al 2025 del 50%, aumentando anche questi malati in modo importante. Una cosa importante da sottolineare è che questi studi comprendono solo la malattia moderata-grave e quindi potrebbero addirittura sottostimare il numero dei reali malati, considerando anche il fatto che la malattia tende ad evolvere col tempo.

Si tratta di malattie che portano in modo progressivo alla morte del paziente: per esempio nei pazienti non sottoposti ad AVR (Aortic Valve Replacement – Sostituzione Valvolare Aortica) per stenosi aortica la sopravvivenza a 1 anno, a 5 anni e a 10 anni è rispettivamente pari al 62%, al 32% e al 18% anche in presenza di terapia farmacologica, che non sembra però influenzare il decorso di malattia3.

Tra le opzioni terapeutiche per questa malattia attualmente abbiamo la possibilità di sostituire la valvola danneggiata con una valvola meccanica o una valvola biologica (sintetizzata a partire da tessuto di origine bovina o suina).


Le valvole meccaniche

Si definisce valvola meccanica un dispositivo, costituito da carbonio e leghe metalliche particolari, creato allo scopo di sostituire una valvola troppo deteriorata o alterata per poterla recuperare con una valvuloplastica (intervento di ricostruzione di una valvola cardiaca danneggiata); esistono diversi tipi di valvole meccaniche, ma tutte sono formate da tre parti comuni:
  • un occluder ossia una struttura formata da parti mobili o rigide che simula il funzionamento della valvola; questo può essere composto da dispositivi formati da una gabbia con una palla al suo interno (come nei modelli Starr-Edwards; fig.1) a quelli formati da un disco mobile (modello Bjork-Shiley; fig.2) o infine a due semidischi mobili (modello hinged-leaflet; fig.3);
  • un alloggiamento dove si inserisce l’occluder;
  • un sewing ring, ovvero la struttura circolare in materiale polimerico composta da un anello in metallo o grafite rivestito da carbonio pirolitico che aderisce al tessuto cardiaco.
caged-ball-heart-valve-repl Fig.1
Valvola 1 Fig.2
valvola bidisco Fig.3
Lo scopo di queste valvole è quello di simulare la funzione delle valvole naturali e di durare nel tempo, migliorando la qualità di vita del paziente; i limiti di questo tipo di valvole sono legati alla possibilità di formazione di trombi: per questo motivo un paziente sottoposto a questo tipo di intervento deve assumere a vita un farmaco anticoagulante, in modo da ridurre il rischio di formazione di trombi e successivamente di emboli liberi in circolo. Proprio a causa di questa terapia obbligata determinate categorie di pazienti non possono sottoporsi ad interventi del genere (donne in età fertile, pazienti con coagulopatie, etc.); inoltre risulta decisamente pesante per il paziente stesso dover assumere questa terapia per tutta la vita, con i rischi che da essa derivano (emorragie, difficoltà nel controllo della terapia, etc.).
Attualmente è in corso uno studio americano sulla possibilità di ridurre il dosaggio attualmente raccomandato del farmaco anticoagulante in paziente con un particolare tipo di valvola, On-X (un modello a semidischi mobili), ma i risultati definitivi di questo studio PROACT (Prospective Randomized On-X valve AntiCoagulation Trial) iniziato nel 2006 non sono ancora disponibili; i risultati ottenuti finora sembrano incoraggianti ma rimaniamo in attesa dei risultati definitivi nel 20154.


Le valvole biologiche

Negli ultimi 20 anni è andata affermandosi un’altra opzione terapeutica, ossia l’utilizzo di valvole biologiche.
valvola cardiaca biologica
valvole cardiache biologiche

Questo tipo di valvole viene creato a partire da valvole di origine bovina o suina che vengono decellularizzate per evitare il rischio di rigetto; si distinguono in eterologhe (da tessuto non umano su un supporto) e omologhe (a partire da tessuto prelevato da cadavere).
Solitamente la valvola viene applicata grazie ad uno stent che ha il duplice scopo di fornire sostegno alla valvola e facilitarne l’applicazione in sede, ma questo può creare ostacoli al flusso ematico con possibili calcificazioni o degenerazioni della valvola; recentemente si sono studiate valvole senza stent che permettono di ovviare a questo problema. Il vantaggio principale nell’utilizzo della valvola biologica è che non è richiesta una terapia anticoagulante a vita come nel caso della valvola meccanica, e quindi è la scelta obbligata in quei pazienti che non possono fare una terapia con warfarin o altri anticoagulanti.
Attualmente c’è anche la possibilità di poter creare, attraverso l’ingegneria tissutale, delle valvole a partire da pericardio bovino, suino o umano (molto più difficile da procurarsi rispetto a quello animale). Le cellule vengono prelevate e montate su un supporto che dovrà dare la forma della bioprotesi, e in seguito incubate in un bioreattore; una volta ottenuta la valvola questa verrà inserita al posto della valvola malata. Si ritiene che questo approccio possa essere la strada giusta per poter arrivare alla sintesi di valvole biologiche ed eliminare in futuro l’utilizzo delle valvole meccaniche, ma il percorso da fare è ancora lungo5.

L’approccio chirurgico per la sostituzione della valvola cardiaca può essere di due tipi: tramite il classico intervento chirurgico con sternotomia (apertura dello sterno per accedere al cuore) o tramite TAVI (Transcatheter Aortic Valve Implantation). Quest’ultimo approccio moderno permette di posizionare in sede la valvola attraverso un catetere, inserito a livello femorale o trans-apicale (attraverso l’apice del cuore), che sulla punta presenta un palloncino con la valvola provvista di stent chiusa (vedi figura sotto).
Questo tipo di approccio permette di evitare l’intervento chirurgico in pazienti che non potrebbero sopportarlo (anziani in condizioni non ottimali, pazienti critici, difficoltà nella gestione di un intervento chirurgico) con un risultato molto simile a quello dell’intervento classico. Per chi volesse approfondire questo discorso rimando ad un interessante lavoro su Medscape che riguarda proprio la tecnica TAVI e le valvole Edwards SAPIEN6.
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posizionamento di valvola con metodo TAVI

Il problema principale di questo tipo di valvole è legato alla loro durata (circa 15 anni) e conseguentemente alla necessità, maggiore rispetto alla valvola meccanica, di reintervento a distanza di tempo per degenerazione della valvola o altre problematiche legate.

[Dott. Marco Delli Zotti – Comitato Scientifico Pro-Test Italia]

Bibliografia

  1. Ray S. Changing epidemiology and natural history of valvular heart disease. Clin Med. 2010 Apr;10(2):168-71. http://rcpjournal.org/content/10/2/168.full
  2. Nkomo VT, Gardin JM, Skelton TN, et al. Burden of valvular heart disease: a population-based study. Lancet 2006;368:1005–11
  3. Varadarajan P, Kapoor N, Bansal RC, Pai RG Clinical profile and natural history of 453 nonsurgically managed patients with severe aortic stenosis. Ann Thorac Surg. 2006 Dec;82(6):2111-5.
  4. http://clinicaltrials.gov/ct2/show/record/NCT00291525
  5. Rippel RA, Ghanbari H, Seifalian AM Tissue-engineered heart valve: future of cardiac surgery. World J Surg. 2012 Jul;36(7):1581-91
  6. http://www.medscape.com/viewarticle/703295_1

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