Recente tweelingstudies hebben nieuwe manieren aangetoond om een beschadigd hart te regenereren
Hartfalen treft wereldwijd minstens 26 miljoen mensen en is verantwoordelijk voor talrijke dodelijke sterfgevallen. Als gevolg van de toenemende vergrijzing van de bevolking, wordt de zorg voor het hart een noodzaak die leidt tot stijging van de uitgaven. Er zijn aanzienlijke vorderingen gemaakt in therapeutische behandelingen voor de hart- en er worden veel preventieve maatregelen genomen, maar de mortaliteit en morbiditeit zijn nog steeds erg hoog. Er zijn zeer weinig behandelingsopties beschikbaar en meestal berust het op harttransplantatie voor de patiënten die zich echt in het eindstadium bevinden en op weg zijn naar volledig hartfalen.
Ons lichaam heeft een buitengewoon vermogen om zichzelf te genezen, bijvoorbeeld de lever kan worden geregenereerd als deze beschadigd is, onze huid ook meestal en één nier kan de functie van twee overnemen. Helaas geldt dit niet voor de meeste van onze vitale organen, inclusief het hart. Wanneer een menselijk hart beschadigd is – veroorzaakt door een ziekte of een verwonding – is de schade eeuwigdurend. Na een hartaanval kunnen bijvoorbeeld miljoenen of miljarden hartspiercellen voor altijd verloren gaan. Dit verlies verzwakt het hart geleidelijk en leidt tot ernstige aandoeningen zoals hartfalen of littekens in het hart die fataal kunnen zijn. Hartfalen ontstaat meestal wanneer cardiomyocyten (type cellen) deficiënt worden. In tegenstelling tot salamanders en salamanders kunnen volwassen mensen niet spontaan beschadigde organen, zoals het hart, laten teruggroeien. In een menselijk embryo of wanneer een baby in de baarmoeder groeit, delen en vermenigvuldigen hartcellen zich, waardoor het hart negen maanden lang kan groeien en ontwikkelen. Maar zoogdieren, inclusief mensen, hebben niet het vermogen om het hart te regenereren, omdat ze dit vermogen later en volledig verliezen na ongeveer een week na hun geboorte. Hartspiercellen verliezen hun vermogen om te delen en te vermenigvuldigen en kunnen daarom niet regenereren. Dit geldt ook voor andere menselijke cellen – hersenen, spinal cord enz. Aangezien deze volwassen cellen zich niet kunnen delen, kan het menselijk lichaam de beschadigde of verloren gegane cellen niet vervangen en dit leidt tot ziekten. Hoewel dit ook de reden is waarom er nooit een harttumor is, worden tumoren veroorzaakt door ongecontroleerde groei van cellen. Als het echter mogelijk wordt gemaakt dat deze cellen zich weer gaan delen, kan dit leiden tot 'regeneratie' van een aantal weefsels en helpen bij het herstel van een orgaan.
De enige optie die iemand heeft als hij lijdt aan een zwakke of beschadigd hart of een hartziekte is om een harttransplantatie te ondergaan. Dit heeft een groot aantal aspecten die in het algemeen van invloed zijn op het feit dat een transplantatie bij de meeste patiënten geen realiteit wordt. Ten eerste moet het hart dat wordt gedoneerd door een "donor" een gezond hart zijn voordat de donor overlijdt, wat betekent dat het hart moet worden geoogst van jonge mensen die zijn overleden als gevolg van ziekte of verwondingen en deze aandoeningen hebben geen invloed op hun hart op wat voor manier dan ook. De toekomstige ontvangende patiënt moet overeenkomen met het donorhart om de transplantatie te ontvangen. Dit vertaalt zich in lang wachten. Als een mogelijk alternatief zou het potentieel om door celdeling nieuwe spieren in het hart te kunnen creëren, hoop bieden aan miljoenen mensen met een beschadigd hart. Veel procedures zijn uitgeprobeerd en getest door de wetenschappelijke gemeenschap, maar de resultaten zijn tot nu toe niet effectief geweest.
In een nieuwe studie gepubliceerd in Cel, onderzoekers van de Universiteit van Californië, San Francisco, VS hebben voor het eerst een efficiënte en stabiele methode in diermodellen ontwikkeld om volwassen hartcellen (cardiomyocyten) te laten delen en zo mogelijk het beschadigde deel van het hart te herstellen1. De auteurs identificeerden vier genen die betrokken zijn bij celdeling (dat zijn cellen die zich vanzelf vermenigvuldigen). Toen deze genen werden gecombineerd met genen die ervoor zorgen dat rijpe hartspiercellen opnieuw in een celcyclus terechtkomen, zagen ze dat cellen zich gingen delen en reproduceren. Dus toen de functie van deze vier essentiële genen werd verbeterd, vertoonde het hartweefsel regeneratie. Na hartfalen bij een patiënt verbetert deze combinatie de hartfunctie. Cardiomyocyten vertoonden een verdeling van 15-20 procent in de huidige studie (vergeleken met 1 procent in eerdere studies), wat de betrouwbaarheid en efficiëntie van deze studie bevestigt. Deze studie zou technisch gezien kunnen worden uitgebreid naar andere organen omdat deze vier genen een gemeenschappelijk kenmerk zijn. Dit is een zeer relevant werk omdat elk onderzoek naar het hart in de eerste plaats erg ingewikkeld is en ten tweede de afgifte van genen met de nodige voorzichtigheid moet gebeuren om geen tumoren in het lichaam te veroorzaken. Dit werk zou een zeer krachtige aanpak kunnen worden voor het regenereren van het hart en ook van andere organen.
Een andere studie door Stem Cell Institute, Universiteit van Cambridge, VK, heeft een innovatieve manier ontwikkeld om hartweefsel te herstellen, zodat een donor helemaal niet nodig zou zijn2. Ze hebben stamcellen gebruikt om in het laboratorium levende stukjes "hartspier" te kweken die slechts 2.5 vierkante centimeter groot zijn, maar ze zien eruit als een krachtig potentieel hulpmiddel om patiënten met hartfalen te behandelen. Deze pleisters hebben een goed vooruitzicht om op natuurlijke wijze in het hart van een patiënt te worden opgenomen, dwz het is een "volledig functioneel" weefsel dat klopt en samentrekt net als een normale hartspier. Een eerdere benadering van het injecteren van stamcellen in het lichaam om het hart te herstellen, was niet succesvol omdat stamcellen niet in de hartspier bleven maar in het bloed verloren gingen. De huidige patch is een "levend" en "kloppend" hartweefsel dat aan een orgaan (in dit geval het hart) kan worden bevestigd en zo eventuele schade kan worden gerepareerd. Dergelijke pleisters kunnen worden gekweekt als en wanneer er vraag is naar een patiënt. Dit zou in wezen de noodzaak om te wachten op een passende donor overtreffen. Deze pleisters kunnen ook worden gekweekt met behulp van de eigen cellen van de hartpatiënt, waardoor de risico's van orgaantransplantatie worden geëlimineerd. De patch assimileren in a beschadigd hart is een invasieve procedure en vereist de juiste elektrische impulsen om de hartslag goed te integreren met een pleister. Maar de risico's van dit soort procedures zijn beter dan een totale harttransplantatie die veel ingrijpender is. Het team bereidt zich voor op dierproeven en klinische proeven binnen 5 jaar voordat dit op grote schaal kan worden gebruikt voor hartpatiënten.
***
{U kunt de originele onderzoekspaper lezen door op de DOI-link hieronder in de lijst met geciteerde bron(nen) te klikken}
Bron (nen)
1. Mohamed et al. 2018,. Regulering van de celcyclus om de proliferatie van volwassen cardiomyocyten en hartregeneratie te stimuleren. Cel. https://doi.org/10.1016/j.cell.2018.02.014
2. Universiteit van Cambridge 2018. Een gebroken hart oplappen. http://www.cam.ac.uk/research/features/patching-up-a-broken-heart. [Toegang tot 1 mei 2018]
