Biologische pacemaker: nu in cavia's, straks in mensen

De toevoeging van één gen aan volwassen hartspiercellen verandert ze in twee tot vier dagen in zogeheten pacemakercellen. Deze cellen verzorgen de constante elektrische puls die hartspiercellen in het hart tegelijk doet samentrekken. Dat is nodig voor een regelmatige hartslag. Cavia’s met kunstmatig opgewekte hartritmestoornissen kunnen worden genezen met zulke gefabriceerde pacemakercellen.

Dat schreven Amerikaanse onderzoekers deze week in Nature Biotechnology. Het is een belangrijke stap, misschien wel de cruciale stap, in de ontwikkeling van biologische pacemakers.

Precies tien jaar geleden publiceerde hetzelfde team ook al een studie in Nature waarin ze lieten zien dat ze door één gen te wijzigen van hartspiercellen pacemakercellen konden maken. Wat is er nu dan nieuw? Auteur Hee Cheol Cho geeft uitleg: „Sinds die tijd hebben wij en anderen gestaag vooruitgang geboekt, maar het leverde tot nu toe alleen cellen op die nog voor 99 procent hartspiercel waren. In ons nieuwe onderzoek laten we zien dat het toevoegen van het gen Tbx18 pacemakercellen oplevert die opmerkelijk gelijk zijn aan natuurlijke pacemakercellen.”

Een volwassen hart bestaat uit 10 miljard cellen, waarvan er minder dan tienduizend pacemakercellen zijn, gegroepeerd in de zogeheten sinusknoop in de wand van de rechterhartkamer. De cellen hebben dezelfde embryonale oorsprong als hartspiercellen, maar zijn kleiner en bevatten veel minder spiervezels.

Hoewel de Amerikanen nog geen menselijke pacemakercellen gemaakt hebben, verwachten ze wel dat de methode ook voor hartpatiënten zal werken. „Het gebruikte Tbx18-gen was een menselijk gen”, zegt Cho, „en we lieten al zien dat het werkte bij cavia’s, maar ook bij ratten.” Cho verwacht dat zijn team al over 2 tot 3 jaar de eerste klinische studie bij mensen met dit soort pacemakercellen kan gaan uitvoeren. „We hebben daarbij mensen op het oog die last hebben van infecties door hun pacemakerimplantaat.”

Ontwikkelingsbioloog Vincent Christoffels van het Academisch Medisch Centrum in Amsterdam deed vergelijkbare proeven, maar dan met het gen Tbx3. Daarmee lukte het minder efficiënt pacemakercellen te maken. De Amerikaanse resultaten zijn indrukwekkend, zegt hij, maar hij wil zien dat ze bevestigd worden in een onafhankelijk laboratorium. Dat hartspiercellen met één gen extra in een paar dagen volledig omvormen tot pacemakercellen, dat vindt hij „tegen het onwaarschijnlijke aan”.

Toepassing bij mensen is ook ver weg, denkt Christoffels, want er zijn nog vragen over de veiligheid en werkzaamheid van deze techniek.

Cho gelooft dat biologische pacemakers uiteindelijk beter werken dan elektrische. „Die kunnen kapot gaan en werken op een batterij. Als die leeg is, of de elektrodedraden verschuiven, is er een nieuwe operatie nodig. Er komen steeds vaker infecties voor en bij kinderen groeit de pacemaker niet mee met het hart.”

Ondanks die tekortkomingen zijn bestaande pacemakers „veilige apparaatjes”, zegt Christoffels. „Je moet daarom voorzichtig zijn een onzeker biologisch alternatief snel naar patiënten te brengen. ”

    • Sander Voormolen