Il professor Antonio F. Corno, cardiochirurgo specializzato nelle patologie cardiache congenite, sta per iniziare un progetto di ricerca che a prima vista sembra del tutto estraneo alla sua principale specializzazione, ovvero i difetti cardiaci congeniti in età pediatrica. Utilizzerà gli ultrasuoni e la risonanza magnetica per studiare l’anatomia dei cuori di rana. Trovarsi in situazioni insolite non è una novità per il professor Corno. Si è infatti spesso ritrovato a essere il solo medico tra una moltitudine di matematici a congressi prettamente matematici. Sarà proprio la matematica una delle protagoniste del suo prossimo progetto di ricerca, dedicato a uno speciale sottoinsieme dell’1% dei bambini nati con un difetto cardiaco congenito, il 10% dei quali nato con un solo ventricolo funzionante.
Nei bambini affetti da questa malformazione congenita, a volte manca uno dei ventricoli o, in altri casi, il ventricolo è troppo piccolo per fornire un’adeguata circolazione sanguigna. In un cuore normalmente funzionante, il sangue venoso deossigenato ritorna al cuore e un ventricolo pompa poi quel sangue ai polmoni, dove verrà fatta fuoriuscire l’anidride carbonica presente e verrà iniettato ossigeno. Una volta che il sangue riossigenato ritorna nel cuore, il secondo ventricolo lo pompa attraverso l’aorta per poi raggiungere organi e tessuti. Nei bambini con un solo ventricolo la circolazione sanguigna è inefficiente, perché i loro cuori usano l’unico ventricolo disponibile sia per pompare il sangue deossigenato direttamente nei polmoni che per spingerlo, una volta ossigenato, attraverso l’aorta e nel resto del corpo. Questo può comportare il pompaggio di sangue non adeguatamente ossigenato nel corpo, con conseguenze significative sulla funzione muscolare che risulterebbe significativamente ridotta, e sugli organi che potrebbero non funzionare correttamente. Senza alcun intervento chirurgico, il 90% dei bambini nati con un singolo difetto del ventricolo non vivrà oltre i 12 mesi. 20-30 anni fa, non era possibile operare con successo i bambini nati con questa condizione.
È la passione a spingere il professor Corno a iniziare questo nuovo progetto di ricerca: da oltre 30 anni, Corno studia i difetti cardiaci dei bambini con un singolo ventricolo, al fine di migliorare la loro qualità di vita. Corno sapeva che alcuni animali – come le tartarughe e le rane – possiedono un solo un ventricolo, ha speso quindi del tempo per approfondire gli studi sul tema. Le tartarughe, spiega il cardio chirurgo, sono piuttosto rare e costose mentre con le rane la situazione è differente. In particolare, alcune specie di rane – seppur con un singolo ventricolo – vivono attivamente da 25 a 30 anni, mentre i bambini affetti da questo difetto cardiaco non riescono mai a vivere così a lungo e, nel breve periodo di vita che riescono a vivere, hanno comunque uno stato di salute precario. La differenza è che il ventricolo delle rane è grado di farsi carico della circolazione polmonare e di quella sistemica.
Il progetto di ricerca del professor Corno scandaglierà qualsiasi elemento caratteristico nel funzionamento del singolo ventricolo della rana che possa poi essere duplicato nel cuore umano. Il team sta ora lavorando per eseguire ecografie e risonanze magnetiche dei cuori delle rane, al fine di mappare la contrattilità funzionale del singolo ventricolo e per determinare come il cuore gestisca l’efficiente distribuzione del sangue sia ai polmoni che al corpo. Una volta raccolti questi dati, i matematici studieranno la distribuzione del flusso del sangue. Il prossimo passo, afferma il professor Corno, sarà quello di indurre l’ipossia nelle rane riducendo la quantità di ossigeno nel sangue, per imitare la condizione dei bambini affetti da difetti cardiaci del ventricolo singolo che di solito sono gravemente ipossici dalla nascita. Osservando come i cuori delle rane reagiscono e compensano uno stato ipossico, Corno spera di trovare qualcosa che possa essere duplicato anche nei cuori dei bambini.