Hartcellen opnieuw programmeren: een nieuw wapen tegen de schade van een hartaanval
Na een hartaanval sterft een stuk hartspier af — en dat groeit nooit meer terug. Het hart herstelt met littekenweefsel, en dat is het begin van hartfalen.
Hartspiercellen — cardiomyocyten — zijn een van de weinige celtypes in het menselijk lichaam die zich na de geboorte vrijwel niet meer delen. Wanneer een hartaanval een deel van het hart doodt, heeft het lichaam simpelweg niet de middelen om het verlies aan te vullen. Het gat wordt gevuld met fibroblasten, cellen die littekenweefsel produceren. Dat litteken pompt niet mee, verzwakt het hart en leidt bij veel patiënten uiteindelijk tot hartfalen. Decennialang gold dit als een biologische grens die niet te overschrijden viel.
Onderzoekers hebben nu bij muizen aangetoond dat gedeeltelijke cellulaire herprogrammering — een techniek waarbij volwassen cellen tijdelijk teruggebracht worden naar een meer primitieve staat — de schade van een hartaanval significant vermindert. De sleutel bleek te zitten in het vermogen van hartspiercellen om hun deling te voltooien. Normaal gesproken beginnen hartspiercellen na een beschadiging wel aan een delingspoging, maar ze komen er niet doorheen. Ze blijven hangen in een tussenstadium. De herprogrammering lijkt dat blokkade op te heffen.
Terug naar af — maar dan gecontroleerd
Cellulaire herprogrammering klinkt futuristisch, maar de techniek bestaat al bijna twintig jaar. In 2006 toonde Shinya Yamanaka aan dat je volwassen cellen kon terugprogrammeren naar pluripotente stamcellen — cellen die zich kunnen ontwikkelen tot vrijwel elk celtype. Hij won er de Nobelprijs mee. Het probleem: volledige herprogrammering leidt tot tumorvorming. Gedeeltelijke herprogrammering, waarbij je de moleculaire klok slechts een stukje terugzet, omzeilt dat risico. De afgelopen jaren is gebleken dat dit de functie van verouderde cellen in diverse organen kan verbeteren.
Bij hartspiercellen bleek de aanpak bijzonder effectief. Muizen die na een experimentele hartaanval werden behandeld, vertoonden minder littekenweefsel en een betere hartfunctie dan onbehandelde dieren. De behandelde hartspiercellen konden hun deling wél voltooien, wat resulteerde in nieuw functioneel weefsel. Dat is in de context van het hart een opmerkelijke prestatie.
Van muis naar mens: een lange weg
De afstand tussen veelbelovende muisstudies en werkende behandelingen bij mensen is berucht groot. Muizenhart slaat sneller, heeft een andere celsamenstelling en reageert anders op beschadiging dan het menselijk hart. Bovendien is de veiligheid van cellulaire herprogrammering bij mensen nog lang niet vastgesteld. Wat precies gedeeltelijk is — hoeveel herprogrammering is veilig, welke genen je precies moet activeren en hoe lang — is nog onderwerp van intensief onderzoek. Maar de conceptuele doorbraak is reëel: het idee dat de volwassen hartspiercel biologisch vastgeroest is, wordt steeds verder ondermijnd.