Con algunos de los investigadores más innovadores del país en cardiología pediátrica, el Centro Cardíaco Infantil está transformando la salud y el bienestar de los niños con enfermedades cardíacas en nuestra comunidad y en todo el mundo.
Doff McElhinney, MD
Director del Programa de Investigación Clínica y Traslacional del Centro Cardíaco Infantil del Hospital Infantil Lucile Packard de Stanford
¿Qué pasaría si se pudieran recopilar todas las notas médicas, todas las resonancias magnéticas, todas las radiografías y los resultados de laboratorio que los pacientes han acumulado en diferentes consultorios médicos y visitas al hospital, y reunirlos todos en un solo lugar? ¿Qué información y patrones podrían descubrir los médicos e investigadores al analizar datos a gran escala?
El Dr. Doff McElhinney, profesor de cirugía cardiotorácica en la Facultad de Medicina de la Universidad de Stanford, está impulsando el progreso para descubrir cómo sería la atención al paciente en ese tipo de mundo conectado.
Como explica McElhinney, los datos electrónicos de los pacientes y los dispositivos de recopilación de datos se están volviendo omnipresentes, lo que crea una excelente oportunidad para utilizar análisis de alto rendimiento para obtener información valiosa y permitir una atención médica más precisa, personalizada y eficaz. Estos avances son especialmente cruciales para los pacientes más vulnerables con afecciones crónicas complejas, como los niños con cardiopatías congénitas de ventrículo único.
Hace un año, McElhinney se trasladó a Stanford para dirigir el nuevo Programa de Investigación Clínica y Traslacional del Centro Cardíaco Infantil. Este innovador programa, uno de los pocos de su tipo en el país, proporciona una infraestructura fundamental para la investigación colaborativa en cardiología pediátrica en el Hospital Infantil Lucile Packard de Stanford y reúne a clínicos e investigadores para acelerar la traslación de los hallazgos de la ciencia básica en avances médicos.
Mediante estas colaboraciones, McElhinney está interesado en explorar nuevas áreas de investigación. «Aunque se han logrado avances extraordinarios en el tratamiento de niños y adultos con cardiopatías congénitas, aún existen muchos problemas sin resolver y oportunidades para impulsar el campo», señala.
El Programa de Investigación Clínica y Traslacional está llevando a cabo investigaciones sobre la fisiopatología fundamental, la evaluación y la atención de los pacientes; el desarrollo de nuevos dispositivos y tecnologías médicas; y el uso de macrodatos para analizar la información de los historiales de los pacientes y profundizar en nuestra comprensión de los procesos clínicos y patológicos complejos.
McElhinney busca dilucidar cómo se puede aplicar la medicina personalizada a la atención cardíaca. «Los oncólogos utilizan distintos fármacos según el tipo de mutaciones, lo que permite una atención diferenciada», explica. «Tal vez ocurra lo mismo con las cardiopatías congénitas. Una comprensión más clara y precisa del paciente podría permitir una medicación más adaptada a sus necesidades». Las terapias con células madre son otro campo que McElhinney está deseoso de investigar como un tratamiento prometedor para las cardiopatías congénitas, un tratamiento que puede personalizarse según las necesidades de cada paciente.
Afortunadamente, McElhinney se encuentra en el lugar idóneo para hallar respuestas a estas importantes preguntas. El Programa de Investigación Clínica y Traslacional goza de una ubicación privilegiada en la Universidad de Stanford, una institución centrada en la investigación que ya lidera el uso de macrodatos para abordar los retos de la biomedicina y generar un impacto global en la forma en que diagnosticamos, tratamos y prevenimos las enfermedades.
“Stanford tiene una cultura dinámica e innovadora en cuanto al manejo de la información de forma creativa y progresista”, afirma McElhinney. “Esperamos aprovechar esa cultura para lograr cosas únicas en el programa de cardiología. Estamos alcanzando nuestro máximo potencial y reuniendo a mucha gente”.
McElhinney afirma que uno de los atractivos de la cardiología pediátrica para él son los retos que aún quedan por abordar, dada la complejidad anatómica y fisiológica con la que lidian los cardiólogos pediátricos. «En muchos sentidos, todavía hay mucho que aprender. No es el mismo trabajo que era cuando empecé», comenta. «Y no será el mismo dentro de 10 años».
Alison Marsden, doctora
Profesor asociado de Pediatría (Cardiología) y de Bioingeniería
Hace una década, Alison Marsden, doctora en ingeniería mecánica, diseñaba alas de avión más silenciosas. Pero cuando terminó su tesis doctoral sobre optimización de alas en Stanford, supo que quería dedicarse a algo más práctico para sus estudios posdoctorales.
Resulta que su formación en ingeniería mecánica y aeroespacial le proporcionó la base perfecta para su puesto actual: diseñar mejores cirugías para niños con cardiopatías congénitas.
“Me interesaba trabajar en algo con una aplicación más humana”, dice. “Y me resultó sumamente motivador trabajar en problemas médicos en niños”.
En colaboración con Jeffrey Feinstein, MD, MPH, cardiólogo pediátrico y profesor de Pediatría (Cardiología) de la Cátedra Dunlevie en Stanford, Marsden dedicó largas horas a aprender sobre cardiología y a observar a Feinstein durante sus rondas en el Hospital Infantil Lucile Packard.
Stanford. “Me interrogaba como si fuera un estudiante de medicina”, recuerda Marsden entre risas.
Finalmente, Marsden y Feinstein se convirtieron en importantes colaboradores.
Marsden, quien recientemente regresó a Stanford como profesora asociada de pediatría en cardiología tras varios años como docente en la Universidad de California, San Diego, aplica sus conocimientos de mecánica de fluidos para comprender cómo fluye la sangre a través del corazón y los vasos sanguíneos de niños con cardiopatías congénitas. Inicialmente, utilizaba simulaciones por computadora con fines diagnósticos y ahora también emplea modelos informáticos para encontrar maneras de mejorar los procedimientos quirúrgicos.
Según explica Feinstein, es relativamente común que los equipos desarrollen soluciones de ingeniería para problemas médicos, pero garantizar que esos diseños teóricos funcionen en un entorno clínico, como lo hace Marsden, representa un reto mucho mayor. «Es un grupo muy reducido de personas las que eligen dedicarse a lo que ella hace, y que lo hacen tan bien como ella», afirma Feinstein. «Contar con ella en nuestro equipo de cardiología pediátrica es una gran ventaja, ya que buscamos seguir mejorando la atención a nuestros pacientes».
El trabajo de Marsden ofrece una forma de probar nuevos diseños quirúrgicos en la computadora antes de aplicarlos en pacientes, de manera similar a como los ingenieros utilizan códigos informáticos para probar nuevos diseños de aviones o automóviles. Marsden y su equipo han simulado una mejora de un procedimiento quirúrgico llamado Fontan, el último paso en una serie de operaciones a las que deben someterse los niños con defectos de ventrículo único para sobrevivir.
En la cirugía de Fontan, las grandes venas que devuelven la sangre al corazón desde el cuerpo se conectan directamente a las arterias que envían sangre desoxigenada a los pulmones, formando una unión en forma de T modificada. Esto crea un puente sobre el corazón en un lado, de modo que la circulación resultante optimiza el uso de la única cámara de bombeo. Utilizando modelos derivados de datos de imágenes de resonancia magnética, Marsden empleó modelos informáticos para diseñar y optimizar un nuevo tipo de conexión para el procedimiento de Fontan en forma de Y (denominado injerto en Y de Fontan). Los modelos informáticos pueden ayudar a los cirujanos pediátricos a determinar si este procedimiento beneficiará al paciente, así como el rendimiento de su corazón durante el ejercicio moderado.
“La modelización informática permite probar enfoques de alto riesgo y alta recompensa”, afirma Marsden. “Nos brinda una manera de probar ideas innovadoras sin riesgo para los pacientes”.
Esta mejora del injerto en Y se probó recientemente con éxito en un estudio piloto con seis pacientes, obteniendo resultados clínicos prometedores. Marsden también está comenzando a desarrollar mejoras y nuevos enfoques para otras cirugías cardíacas pediátricas.
“El trabajo de Alison nos permite observar aspectos que de otra manera serían inaccesibles”, afirma Feinstein. “El concepto de medicina basada en simulación ofrece la posibilidad de experimentar sin riesgo alguno para los pacientes. Con este tipo de modelado informático, se pueden realizar 100 simulaciones antes de aplicarlo a un paciente”.
Sushma Reddy, MD
Profesor asistente de pediatría (cardiología)
¿Pueden diminutas cadenas de ARN de ratón enseñarnos cómo ayudar a los niños con cardiopatías congénitas a vivir vidas más largas y saludables? La Dra. Sushma Reddy, profesora adjunta de pediatría en cardiología, afirma que sí, y está descubriendo señales en la sangre de ratones que pueden alertar a los médicos sobre una insuficiencia cardíaca inminente.
El interés de Reddy por la cardiología surgió durante sus estudios de medicina. ¿Por qué cardiología? «La fisiología es lo que la hace tan apasionante y te obliga a pensar con rapidez», explica Reddy. Desde entonces, se han producido avances extraordinarios en el tratamiento de las cardiopatías congénitas, y los pacientes sobreviven y tienen una mejor salud que hace 20 años.
“Seguimos ampliando los límites tecnológicos para ayudar a nuestros pacientes”, afirma, señalando que aún quedan muchas preguntas sin respuesta.
Reddy está particularmente interesado en los niños que nacen con un solo ventrículo funcional, una afección denominada cardiopatía congénita de ventrículo único. Incluso después de una serie de cirugías complejas para mejorar la situación, estos niños siguen teniendo una sola cámara de bombeo en lugar de dos, y por lo tanto no son tan fuertes como los niños con corazones normales.
«En algún momento, todos estos niños desarrollan insuficiencia cardíaca, todos», explica Reddy. Los médicos utilizan ecocardiogramas y resonancias magnéticas cardíacas para controlar el estado del corazón de estos pacientes, pero los primeros signos de problemas pueden pasar desapercibidos con estas técnicas de imagen. Para cuando presentan síntomas clínicos de insuficiencia cardíaca, la enfermedad está avanzada y la mayoría de los tratamientos médicos son ineficaces para revertir este proceso.
Reddy aborda este problema estudiando defectos cardíacos en ratones que reproducen la afección que presentan los pacientes con cardiopatías congénitas. En concreto, estudia los mecanismos que regulan los genes y las proteínas responsables de la insuficiencia cardíaca. Descubrió que unas pequeñas cadenas de ARN —los microARN— son un marcador de insuficiencia cardíaca inminente. «Hemos identificado un grupo de microARN que consideramos importantes», afirma Reddy. «Nos dan pistas sobre cuándo empieza a descompensarse el corazón, mucho antes que los métodos actuales. Contamos con datos preliminares en niños con cardiopatías que demuestran que estos biomarcadores son útiles para predecir la progresión de la enfermedad».
Actualmente colabora con otros centros para determinar si los biomarcadores sanguíneos que identificó en ratones también están presentes en niños a mayor escala. Según ella, el mejor enfoque consiste en combinar las pruebas de biomarcadores sanguíneos con las pruebas de imagen actuales para obtener una visión más completa del estado de un paciente con cardiopatía congénita.
La investigación de Reddy recibió recientemente un importante impulso al obtener el Premio de Desarrollo Profesional para Científicos Clínicos con Mentoría, una beca K08 de los Institutos Nacionales de la Salud (NIH), que financiará su trabajo para comprender los mecanismos de la insuficiencia cardíaca y el desarrollo de biomarcadores durante los próximos cinco años. En sus primeros años en Stanford, Reddy dependió de fuentes privadas, como subvenciones de la Fundación del Corazón Infantil y una donación a la Unidad de Cuidados Intensivos Cardiovasculares (UCIC), para financiar su investigación. Estas primeras subvenciones y donaciones le permitieron obtener datos preliminares, que ahora ha aprovechado con éxito para conseguir la prestigiosa beca de los NIH. «Fue la financiación privada la que me ayudó a llegar hasta aquí», señala.
Reddy afirma admirar la disposición de sus pacientes a probar nuevos enfoques. «Los niños y las familias que atiendo son increíbles», comenta. «Nacen con la enfermedad y viven con ella toda su vida. Es un privilegio cuidarlos, y su perseverancia me motiva a encontrar el mejor tratamiento posible».
Este artículo apareció por primera vez en la edición de otoño de 2015 de Noticias infantiles de Lucile Packard.
