Hart maken

6 augustus 2009

"De heilige graal is natuurlijk het goed kunnen namaken van een stukje hart”, zegt Daniël Pijnappels. Zover is het nog niet, maar het onderzoek waarop hij onlangs promoveerde is wel een stap in die richting. Na een hartinfarct sterft een deel van de hartspiercellen af en wordt vervangen door bindweefsel dat voornamelijk bestaat uit zogenoemde fibroblasten. Deze cellen geleiden elektrische prikkels veel minder goed dan gewone hartspiercellen. Het stroompje dat bij elke hartslag door het hart gaat, wordt vertraagd op de plek van het infarct. Daardoor kampen mensen na een hartinfarct vaak met hartritmestoornissen en een verminderde pompfunctie.

Hartgenen actief maken
Fibroblasten veranderen in stamcellen
Juiste oriëntatie aannemen

Hartgenen actief maken
Samen met de groep van dr. Twan de Vries (Moleculaire Celbiologie) probeerden Pijnappels en collega’s de elektrische geleiding van de fibroblasten te verbeteren met gentherapie. Daarvoor kozen ze het gen myocardin, dat bij embryo’s belangrijk is voor de vorming van het hart.

“We wilden weten of er hartgenen worden geactiveerd als je myocardin in fibroblasten tot expressie brengt.” Dat bleek inderdaad zo te zijn. “Helaas ontwikkelen de cellen zich alleen niet tot functionele hartspiercellen, maar ze gaan over korte afstanden wel beter impulsen geleiden.

Het hart

Genetische modificatie van littekenweefsel zou daarmee mogelijk kunnen bijdragen aan verbetering van de hartfunctie”, aldus Pijnappels. In samenwerking met de Nederlandse Hartstichting wordt dit nieuwe concept op dit moment verder onderzocht. Hoewel gentherapie geen functionele hartspiercellen opleverde, bleek het op een andere manier wel degelijk mogelijk om deze te verkrijgen uit genetisch gemodificeerde fibroblasten.

Japanse methode
In 2006 lieten Japanse onderzoekers zien dat volwassen cellen veel makkelijker dan gedacht terug te programmeren zijn tot een soort embryonale stamcel. Embryonale stamcellen kunnen zich nog ontwikkelen tot elk bestaand celtype, maar omdat ze uit embryo’s komen, kent het gebruik ervan technische beperkingen en ethische bezwaren.

Pijnappels onderzocht nieuwe mogelijkheden aan de Harvard University in Boston, in het lab van dr. S.M. Wu, met een fellowship van het Interuniversitair Cardiologisch Instituut Nederland.

terug naar boven

Fibroblasten veranderen in stamcellen
Met de Japanse methode maakte hij van volwassen fibroblasten zogenaamde geïnduceerde pluripotente stamcellen (ips). Deze bleken zich goed te ontwikkelen tot hartspiercellen. “Ze ontwikkelden zich wel iets minder effectief dan ‘echte’ embryonale stamcellen”, zegt Pijnappels. “Dit geeft aan dat ondanks alle nieuwe vooruitzichten er nog het nodige onderzoek moet worden verricht naar de biologie en toepasbaarheid van deze ips-cellen.”

Hoe worden ips-cellen gemaakt?

1. Volwassen cellen, bijvoorbeeld fibroblasten, worden uit het lichaam gehaald en in het laboratorium gekweekt (gegroeid).
2. Met een virus worden speciale genen ingebracht bij de lichaamscellen, waardoor ze veranderen in stamcellen (rood).
3. De cellen worden verder gekweekt op een speciale manier.
4. De lichaamscellen zijn veranderd in geïnduceerde pluripotente stamcellen (ips).

terug naar boven

Juiste oriëntatie aannemen
De promovendus bestudeerde als een van de eersten ook de ruimtelijke oriëntatie van de hartcellen en het belang daarvan voor celtherapie. Hartcellen liggen normaal zodanig dat de geleiding optimaal is en de hartspier efficiënt samentrekt. “Cellen die je in het hart spuit gaan mogelijk niet automatisch goed liggen. Dat is wellicht nu niet zo’n probleem, omdat maar een klein percentage van de ingespoten cellen zich echt in het hart vestigt. Als wij dat percentage omhoog weten te krijgen, dan lijkt het des te belangrijker dat die cellen de juiste oriëntatie aannemen en goed ruimtelijk integreren.”

De kersverse doctor zet zijn experimentele onderzoek hiernaar voort in het LUMC. Dr. Wu uit Boston was verbaasd over hoe dicht de wetenschappelijk onderzoekers en behandelend artsen in het LUMC bij elkaar zitten en hoeveel interactie er is.

“Dat kan het onderzoek zeker ten goede komen”, denkt ook Pijnappels. Hij is erg blij met de begeleiding van prof. dr. Dirk Ypey. “Een klassieke mentor die je echt probeert op te leiden als gedegen en creatief wetenschappelijk onderzoeker.” Hij hoopt op soortgelijke wijze de aanwezige en toekomstige aio’s te kunnen gaan begeleiden.

terug naar boven

Auteur: Raymon Heemskerk
Het originele artikel verscheen eerder in Cicero, het magazine van het LUMC te Leiden.

Lees meer over gentherapie

Lees meer over stamcellen

Naar overig nieuws

Daniël Pijnappels promoveerde op 18 juni cum laude op zijn proefschrift Electrophysiological deterioration and resurrection in the scarred heart bij prof. dr. Martin J. Schalij, prof. dr. Arnoud van der Laarse en dr. Douwe E. Atsma (allen Hartziekten). In dezelfde week won hij in Berlijn de Young Investigator Award van de European Heart Rhythm Association, als veelbelovend onderzoeker op het gebied van hartziekten.

	0900-6655566 25 cent per minuut ma. en do. 10:00 tot 15:00 uur
	erfolijn@erfocentrum.nl