Utilizzare la luce per arrestare le aritmie cardiache è il risultato ottenuto da un team di ricercatori dell’Università degli Studi di Milano-Bicocca, coordinato da Francesco Lodola, professore di Fisiologia del dipartimento di Biotecnologie e bioscienze dell’ateneo milanese, e dalla ricercatrice Chiara Florindi come primo autore dello studio.
Il lavoro, pubblicato nell’articolo “Optotermination of spiral wave reentry by a membrane-targeted phototransducer” sulla rivista internazionale “Cell Biomaterials” (DOI: 10.1016/j.celbio.2026.100453) è stato realizzato in collaborazione con l’Università di Harvard, l’Istituto Italiano di Tecnologia e il Politecnico di Milano, e dimostra per la prima volta che è possibile controllare e interrompere aritmie mediante stimolazione luminosa, senza ricorrere all’optogenetica (tramite modifiche genetiche delle cellule) né alle attuali strategie terapeutiche, come farmaci antiaritmici o stimolazione elettrica.
Le aritmie cardiache sono tra le principali cause di mortalità a livello globale. Esse contribuiscono in modo significativo al carico complessivo delle malattie cardiovascolari, che secondo le proiezioni, entro il 2030 saranno responsabili di oltre 25 milioni di decessi a livello globale. In Italia, secondo le stime dell’Istituto Superiore di Sanità, le aritmie cardiache colpiscono circa il 2 per cento della popolazione, rappresentando ancora una sfida clinica. «Le terapie attuali, pur efficaci, presentano limiti rilevanti, tra cui effetti collaterali e rischio di recidiva – afferma Francesco Lodola –. In questo contesto, «la stimolazione ottica emerge come un approccio innovativo, grazie all’elevata precisione spazio-temporale, poiché può essere direzionata verso il tessuto di interesse controllando finemente l’inizio e la durata dello stimolo, e al suo carattere minimamente invasivo».
Il team ha sviluppato e validato una strategia basata sull’uso della luce per modulare l’attività elettrica delle cellule cardiache, utilizzando Ziapin2, una piccola molecola fotosensibile sviluppata dal Politecnico di Milano e caratterizzata dall’Istituto Italiano di Tecnologia – IIT, coperta da un brevetto congiunto tra le due istituzioni, capace di inserirsi nella membrana cellulare e modificarne le proprietà elettriche quando illuminata. L’efficacia di questo approccio è stata dimostrata in modelli avanzati di tessuto cardiaco umano ingegnerizzato, derivati da cellule staminali, in cui sono state riprodotte in vitro aritmie da rientro (causate da impulsi elettrici che, invece di spegnersi, continuano a circolare in un circuito chiuso, riattivando continuamente il tessuto cardiaco) ed è stato dimostrato che la stimolazione luminosa, in presenza della molecola, è in grado di interromperle in modo efficace. Ziapin2, quando stimolata, cambia conformazione, modula le proprietà elettriche delle cellule staminali cardiache fino all’interruzione delle irregolarità nel ritmo cardiaco.
Questo effetto non si osserva in assenza di Ziapin2, evidenziando la specificità del meccanismo.
I risultati rappresentano la prima conferma sperimentale che evidenzia il potenziale della stimolazione ottica come alternativa alle strategie tradizionali e all’optogenetica.
Questo approccio potrebbe quindi aprire la strada per lo sviluppo di nuove terapie antiaritmiche più mirate e meno invasive, anche se saranno necessari ulteriori studi per confermarne l’applicabilità clinica.
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