Schade door hartaanval herstellen met behulp van zebravissen

Onderzoekers van het Hubrecht Instituut hebben zebravissen gebruikt om hun regeneratieve succes te verklaren. Ze ontdekten een nieuw mechanisme dat werkt als een schakelaar om hartspiercellen te matureren tijdens regeneratie. Onderzoekers van het LUMC hebben vervolgens laten zien dat dit mechanisme een zeer vergelijkbaar effect op hartspiercellen van mensen had en dus evolutionair geconserveerd is. De resultaten van de studie laten zien dat bestuderen van natuurlijke hartregeneratie in zebravissen en het toepassen van deze kennis op humane hartspiercellen kan bijdragen aan de ontwikkelingen van nieuwe therapieën tegen hart- en vaatziekten.

Naar schatting sterven jaarlijks 18 miljoen mensen aan hart- en vaatziekten. Veel van deze sterfgevallen zijn gerelateerd aan hartaanvallen. Tijdens zo’n aanval belemmert een broedprop de toevoer van voedingsstoffen en zuurstof naar het hart. Hartspiercellen in het geblokkeerde deel van het hart gaan als gevolg hiervan dood, wat leidt tot hartfalen. Hoewel therapieën bestaan die symptomen bestrijden, is er een gebrek aan behandelingen die het verloren weefsel vervangen met functionele, volwassen cellen en daarmee patiënten kunnen genezen.

In tegenstelling tot mensen kunnen sommige dieren zoals zebravissen hun hart regenereren. Binnen 90 dagen na schade herstellen zij hun hartfunctie. Overlevende hartspiercellen slagen erin zich tijdens dit proces te delen en produceren zo nieuwe cellen. Dit unieke mechanisme is voor zebravissen een bron van nieuw weefsel om verloren hartspiercellen te vervangen. Eerdere studies hebben factoren geïdentificeerd die deze hartspierceldeling kunnen stimuleren. Wat er daarna gebeurt met de nieuwgevormde hartspiercellen is echter nog niet bestudeerd. Onderzoeker Phong Nguyen legt uit: “Het is onduidelijk hoe deze cellen stoppen met delen en matureren zodat ze bij kunnen dragen aan normale hartfunctie. Het intrigeerde ons dat het nieuwe weefsel in het zebravis hart zonder problemen matureerde en in het bestaande hartweefsel integreerde”.

De resultaten van de studie lieten zien dat het regulerende stofje LRRC10 de regeneratie bevorderde en dat zijn rol in calciumhuishouding de maturatie van hartspiercellen kan bevorderen. Dit zou wetenschappers kunnen helpen die schade aan het hart proberen te verbeteren door gekweekte hartspiercellen in het hart te transplanteren.

 

Hoewel deze potentiële therapie veelbelovend is, laten resultaten zien dat de cellen nog immatuur zijn en niet kunnen communiceren met de rest van het orgaan. Dit leidt tot hartritmestoornissen na transplantatie. “Er is nog meer onderzoek nodig om precies te definiëren hoe volwassen gekweekte hartspiercellen zijn na behandeling met LRRC10, maar het is mogelijk dat een toename in maturatie de integratie van getransplanteerde cellen bevordert,” vertelt onderzoeker Jeroen Bakkers.

 

Bakkers vervolgt: “Hiernaast zijn huidige modellen van hartziekten vaak gebaseerd op immature gekweekte hartspiercellen. Dit zou mogelijk een oorzaak kunnen zijn waarom 90 procent van de veelbelovende medicijnen uiteindelijk de kliniek niet bereikt. Onze resultaten wijzen erop dat LRRC10 ook deze modellen kan verbeteren”. LRRC10 zou dus een belangrijke bijdrage kunnen leveren om hartspiercellen te kweken die meer lijken op hun evenknie in het volwassen mensenhart en daarmee de ontwikkeling van nieuwe succesvolle therapieën tegen hart- en vaatziekten te bevorderen.