Medische onderzoekers hebben huidcellen laten kloppen als hartcellen

Medische onderzoekers van het Gladstine Institute hebben huidcellen zo gemanipuleerd dat ze beschadigde hartcellen kunnen vervangen. Het experiment, waarvan deze week een verslag verschenen is in het journal Science, is uitgevoerd bij muizen, en biedt hoop voor mensen die lijden aan ernstige hartkwalen.

De meeste hartziekten zijn behoorlijk uitzichtloos – het hart wordt steeds slechter en slechter tot het ermee ophoudt. Het proces van aftakeling wordt meestal in gang gezet door een ongezonde levensstijl met veel vet, suiker en achter een bureau zitten. Op een gegeven moment raakt er een bloedvat verstopt, waardoor een deel van het hart geen bloed meer krijgt en afsterft – een hartinfarct.

Het afgestorven deel wordt vervangen door littekenweefsel, maar dat functioneert niet als het normale hartweefsel. Het is niets meer dan opvulling. Het hart zal proberen om voor de resulterende verminderde pompcapaciteit te compenseren door groter te worden. Het gaat harder werken om ervoor te zorgen dat er net zoveel zuurstofrijk bloed wordt weggepompt als vanuit de longen wordt ontvangen. Maar omdat het hart zoveel extra moeite moet doen, komen de omringende bloedvaten onder druk te liggen.

Uiteindelijk zal dit leiden tot hartfalen. Het hart kan het werk niet meer aan, waardoor er niet genoeg bloed weggepompt wordt. Deze aandoening is chronisch en zal uiteindelijk tot de dood leiden.

Bestaande maatregelen om het leven te rekken zijn harttransplantaties en tijdelijke kunstmatige hartspieren, maar slechts weinig mensen komen hiervoor in aanmerking.

De onderzoekers van Gladstine hebben een mogelijke andere oplossing gevonden: huidcellen aanpassen en gebruiken om de afgestorven hartcellen te vervangen. Ze hebben dit gedaan door de cellen met chemicaliën te 'hacken', waardoor ze zich gaan gedragen als zogenaamde fibroblast-cellen. Deze cellen zijn verantwoordelijk voor het aanmaken van allerlei soorten weefsel. Deze cellen hebben ze vervolgens met behulp van weer andere chemicaliën in volledig functionerende hartcellen veranderd.

Er wordt dus niet genetisch gemanipuleerd, waardoor de cellen niet door het immuunsysteem aangevallen worden – een belangrijk risico van het knippen en plakken in DNA. De onderzoekers hebben dan ook niet zozeer de ene cel in een andere veranderd, maar het gedrag van de cel aangepast. Een belangrijk onderscheid.

"Het werken met kleine moleculen heeft een aantal grote voordelen," staat in het onderzoek geschreven. "Ze zijn kosteneffectief, gemakkelijk in de cellen te brengen, leveren een hoge mate van controle op, en stimuleren ook niet de aanmaak van antistoffen. Daarnaast kunnen de effecten ervan heel precies gestuurd worden door verschillende doses en combinaties van chemicaliën."

De onderzoekers begonnen hun experimenten met een serie van 89 verschillende moleculen waarvan bekend is dat ze het functioneren van cellen kunnen beïnvloeden. Door verschillende combinaties te testen, kwamen ze uiteindelijk uit op twee verschillende chemische cocktails – één die de cellen op fibroblast-cellen laat lijken, en een ander die deze op hartcellen laat lijken.

Het is gelukt om maar liefst 97 procent van de cellen te laten kloppen als hartcellen. Toch zijn de onderzoekers nog terughoudend. "Onze onderzoeksresultaten zijn een basis voor verder onderzoek dat uiteindelijk kan leiden tot het repareren van het menselijke hart met kleine moleculen," aldus de onderzoekers. "Er zijn echter nog een aantal obstakels die overwonnen moeten worden voor de techniek geschikt is voor de praktijk, zoals de vraag hoe de chemicaliën op gecontroleerde wijze in het juiste weefsel ingebracht kunnen worden."

In de tussentijd zit er voor ons niets anders op dan gezonder eten en vaker een rondje joggen.

Overigens is er deze week in het tijdschrift Cell Stem Cell een onderzoek gepubliceerd van dezelfde onderzoeksgroep. Hierin wordt een soortgelijk experiment beschreven, maar dan met zenuwcellen in plaats van hartcellen. Ook hier ging het om het aanpassen van het functioneren van de cellen met chemicaliën.

"De zenuwcellen zouden gebruikt kunnen worden om ziektes als Parkinson en Alzheimer te bestrijden," zei Yadong Huang, lid van het onderzoeksteam, in een persbericht. "In toekomst zou het wel eens mogelijk kunnen worden om cellen in de hersenen en het ruggenmerg te vervangen met behulp van chemicaliën, en zo delen van het lichaam te verjongen."