Il primo modello del sangue

Il primo modello matematico al mondo del sangue, nonché la ricostruzione 3D del sistema coronarico più accurata mai ottenuta. A realizzarli sono stati i ricercatori del Laboratory of Multiscale Modeling of Materials dello Swiss Institute of Technology (Losanna) guidati dal fisico italiano Simone Melchionna, grazie a un progetto portato avanti con l’Harvard Medical School. Per ora, la sperimentazione in silico (ovvero al computer) si è servita della potenza di calcolo  del supercomputer Cadmos, installato all’Ecole Polytechnique Fédérale di Losanna (EPFL) nel 2009. Ma l’obiettivo è portare i modelli iper-realistici e personalizzati della circolazione sanguigna nella pratica clinica, per poter prevedere il rischio di aterosclerosi di ciascun paziente nel lungo periodo.

“Il sangue è un liquido molto particolare perché è composto da plasma e da particelle, e studiarne la fluidodinamica non è banale”, ha spiegato a Galileo Melchionna: “Il nostro lavoro è un punto di incontro tra la medicina e la scienza computazionale”. Una volta realizzato il modello matematico del sangue, i ricercatori lo hanno “trasportato” nella geometria di un albero coronario, ottenuta a partire da scansioni ad altissima risoluzione del sistema circolatorio di sei pazienti, che permettono di analizzare perfino il movimento dei globuli rossi (10 micron). Per costruirlo sono stati utilizzati scanner per la tomografia coronarica con detettori a 240 strati (quando normalmente si usano detettori a 100 o 120 strati). Il risultato è il modello emodinamico 3D più realistico che si conosca.

“Ognuno di noi ha il suo albero coronario mentre il modello del sangue è universale”, ha continuato Melchionna: “L’idea è quindi di poter applicare questo modello alla ricostruzione dell’albero coronario di ciascun paziente, per poi simulare il comportamento del flusso sanguigno. Il fine è individuare i punti in cui, con maggiore probabilità, si formeranno delle placche e prevedere il comportamento dell’organismo”. Secondo i ricercatori, tra tre o quattro anni queste simulazioni potrebbero già essere parte della pratica clinica quotidiana. La tecnologia utilizzata, infatti, è già matura e si basa su schede grafiche dai costi accessibili. Tanto che Melchionna e colleghi stanno già portando avanti un progetto pilota per l’utilizzo di macchine simulative presso l’ospedale di Harvard. (t.m.)