Schade aan het hart herstellen door kapotte cellen te herprogrammeren; het klinkt futuristisch, maar nieuw Amerikaans onderzoek brengt deze optie daadwerkelijk een stap dichterbij. Het herprogrammeren van menselijke hartcellen is mogelijk, al lijkt een behandeling nog ver weg.
Na een hartaanval ontstaat littekenweefsel in het hart, waardoor de pompfunctie ervan achteruit gaat. Veel onderzoek is erop gericht om deze schade te herstellen met behulp van stamcellen. Stamcellen kunnen uitgroeien tot functionele hartspiercellen en deze kunnen op hun beurt het ontstane littekenweefsel vervangen. Maar wellicht is het ook mogelijk om de cellen uit het littekenweefsel te herprogrammeren, zodat zij weer veranderen in gezonde hartspiercellen. Dat schrijven Amerikaanse wetenschappers deze week in het blad Stem Cell Reports.
Bij muizen verbetert het herprogrammeren van bindweefselcellen de pompfunctie van het hart.
Wikimedia Commons / Rama via CC BY-SA 2.0 FRMuizenhart
Eerder lieten de Amerikanen, onder leiding van biomedicus Deepak Srivastava, al zien dat het littekenweefsel van muizen direct is om te zetten in functionele hartspiercellen.
Srivastava stelde een cocktail van drie transcriptiefactoren samen en spoot deze in in het hart van een aantal proefdieren. Hij zag dat bindweefselcellen uit het littekenweefsel zich onder invloed van de transcriptiefactoren weer ontwikkelden tot functionele hartspiercellen. De nieuwe hartspiercellen pikten direct het ritme op van de omliggende bestaande hartspiercellen en daardoor verbeterde de pompfunctie van het muizenhart.
Nauwelijks functioneel
Na dit succes wilde Srivastava graag onderzoeken of het herprogrammeren van hartcellen ook bij mensen mogelijk is. Helaas bleek de cocktail die hij bij muizen gebruikte bij menselijke cellen niet aan te slaan. Daarom ging hij op zoek naar een nieuwe cocktail en slaagde er uiteindelijk in om zeven transcriptiefactoren te vinden die een belangrijke rol spelen bij de vorming van menselijke hartspiercellen. Srivastava liet deze cocktail los op bindweefselcellen afkomstig van embryonale stamcellen, bindweefselcellen uit het hart van een foetus en bindweefselcellen uit de huid van een pasgeborene.
De meeste bindweefselcellen leken na de behandeling, genetisch gezien, het sterkst op hartspiercellen. Toch waren ze bijna nooit compleet geherprogrammeerd. Ze zijn dan ook nauwelijks functioneel. Om de pompfunctie van het hart aan de praat te krijgen, moeten er voortdurend calciumionen de hartspiercellen binnenstromen. Dat gebeurde bij slechts twintig procent van de geherprogrammeerde cellen. En bij een nog kleiner deel zorgde die instroom van calcium ook daadwerkelijk voor de afgifte van een elektrisch signaal.
Medicijn
Nog geen groot succes dus, maar Srivastava blijft optimistisch: we hebben nu laten zien dat het mogelijk is bindweefselcellen te veranderen in hartspiercellen. Het proces is alleen nog niet zo efficiënt. Het is lastig om echt kloppende hartspiercellen te krijgen, maar Srivastava denkt dat dit uiteindelijk wel gaat lukken door nog een beetje aan de cocktail met transcriptiefactoren te sleutelen.
Zijn uiteindelijke doel is het maken van een medicijn dat direct in het hart kan worden ingespoten en ervoor zorgt dat kapotte hartspiercellen weer gaan kloppen. Die aanpak heeft volgens hem één groot voordeel; er hoeven geen stamcellen gewonnen te worden. Bij het winnen en vervolgens transformeren van stamcellen kan van alles misgaan, maar met een werkzaam medicijn kunnen patiënten het gewoon met hun bestaande hartcellen blijven doen.