In laboratorium kan menselijk hartweefsel doorkloppen

Het is uniek in Nederland dat menselijk hartweefsel ‘doorleeft’ in het laboratorium

Onderzoekers van het Erasmus MC kunnen plakjes menselijk hartweefsel in het laboratorium meerdere maanden in leven houden. Dit biedt de mogelijkheid om in de toekomst patient-specifieke behandelingen te testen en bijvoorbeeld vroege afstoting van een donorhart te voorspellen.

Het is uniek in Nederland dat menselijk hartweefsel ‘doorleeft’ in het laboratorium. De onderzoekers werken met restweefsel van hartoperaties, zoals een transplantatie of plaatsing van een steunhart. Dat kan zowel weefsel zijn van een hartkamer als van een boezem. Weefsel dat normaal gesproken in de prullenbak zou belanden. In plaats daarvan sluiten de onderzoekers het aan op een ingenieus systeem met electrodes en precies de juiste omstandigheden qua voedingsstoffen en zuurstof. Wat je dan krijgt is een levend, kloppend plakje hartweefsel van 1 vierkante centimeter groot en 300 micrometer dik, waarvan de 3D-configuratie intact is. De opstelling is nu een half jaar operationeel en de enige in Nederland.

Medicijnen toevoegen
De onderzoekers gebruiken het levende hartweefsel om nauwkeuriger in beeld te krijgen hoe cellen onderling communiceren en hoe hartfalen en hartritmestoornissen kunnen worden behandeld. Zo kunnen ze bijvoorbeeld nieuwe medicijnen toevoegen aan de plakjes hartfweefsel en heel precies meten wat het middel doet met de hartfunctie. Uiteindelijk zou dit kunnen leiden tot meer gepersonaliseerde behandelingen, waarbij een behandeling of medicatie eerst wordt toegepast op het levende stukje weefsel dat eerder van een patiënt werd afgenomen.

In de toekomst kan het model ook worden gebruikt om een donorhart buiten het lichaam de gaten te houden. Tijdens de transplantatie wordt dan een stukje van het donorhart afgenomen en in de bioreactor in leven gehouden. Op die manier kunnen artsen al vroeg tekenen van afstoting oppikken en aan de bel trekken voordat de patiënt klachten krijgt.

Het onderzoekslab genaamd het Translational Cardiothoracic Surgery Reserach Lab staat onder leiding van harttransplantatiechirurg dr. Yannick Taverne van het Erasmus MC en is onderdeel van het wetenschappelijke programma Medical Delta Cardiac Arrythmia Lab .

Het onderzoek van Taverne richt zich met name op de koppeling tussen elektrische signalen van het hart en de daarop volgende samentrekking. Bij patiënten met hartfalen is de koppeling vaak verstoord. Met de nieuwe opstellen is in realtime te meten hoe de contractie verloopt en hoe dit verandert bij bepaalde handelingen, zoals het hartweefsel sneller laten kloppen of het geven van minder zuurstof. Daarmee hopen de onderzoekers beter inzicht te krijgen in de oorzaken en gevolgen van hartritmestoornissen, en hopen zij mogelijke defecten op te sporen die hartfalen of hartritmestoornissen veroorzaken.

Naast menselijk hartweefsel, staat in het lab ook een opstelling om harten van geslachte varkens weer te op te starten. Ook van dit weefsel kunnen de onderzoekers kloppende plakjes maken, tevens als enigen in Nederland. Varkensharten komen vrijwel geheel overeen met mensenharten. Taverne probeert de contractie van deze kloppende varkensharten te verbeteren door eventueel trauma of defecten op te sporen en te herstellen. Vervolgens kunnen verdere analyses plaatsvinden terwijl de hartplakjes langere tijd verder blijven kloppen. Deze kennis kan worden toegepast om menselijke donorharten te ‘pimpen’ voor transplantatie.

De onderzoekers verwachten volgend jaar de eerste wetenschappelijke publicaties.

Samenwerking
Het onderzoek, onder leiding van dr. Yannick Taverne, wordt uitgevoerd door promovendi Jorik Amesz en Mathijs van Schie en geneeskundestudent Sanne Langmuur. Zij werken nauw samen met elektrofysioloog prof. Natasja de Groot en hartfalen-cardioloog dr. Olivier Manintveld. Speciale dank gaat uit naar Dwight Dumay, Martijn Heeren (beiden klinische perfusie) en Vera Tiggeloven voor hun bijdrage aan het lab.

Tags bij dit artikel:

• trauma
• hartfalen
• Erasmus MC
• laboratorium
• hartritmestoornissen
• menselijk
• zuurstof
• defecten
• harttransplantaties