Onderzoekers van de Amerikaanse Duke-universiteit hebben een kloppend stukje hartweefsel gekweekt, waarmee schade aan een menselijk hart door, bijvoorbeeld, een hartaanval zou kunnen worden gerepareerd. In rattenharten zou het hebben gefunctioneerd. Voor toepassing bij mensen zullen nog wel wat horden moeten worden genomen. Daar wordt aan gewerkt
Er wordt veel onderzoek gedaan naar manieren om schade aan het (menselijk) hart te repareren na een hartaanval, maar tot nu toe zijn die methodes nog niet al te succesvol geweest. Dood hartweefsel wordt niet vervangen. “Dit is een manier waarmee we verloren spierweefsel kunnen vervangen met gekweekt hartweefsel”, zegt onderzoeker Ilja Sjadrin.
Na een hartaanval wordt dood spierweefsel vervangen door littekenweefsel dat verder niet meer meedoet: het geeft geen elektrische signalen door en trekt ook niet meer samen voor het rondpompen van het bloed. De hartfunctie gaat dan ook na hartaanval altijd achteruit. Uiteindelijk kan dan hartfalen ontstaan.
Stamcellen
Er worden proeven gedaan om de schade te herstellen met behulp van stamcellen. Dat ziet er niet helemaal hopeloos uit, maar de behandeling is nog verre van uitgekristalliseerd. Minder dan 1% van de ingespoten cellen overleeft en blijft in het hart. Nog minder stamcellen worden ook daadwerkelijk functionerende hartspiercellen.
Het kweekweefsel zou over het dode weefsel kunnen worden aangebracht en ook daadwerkelijk bijdragen aan het functioneren van het hart. Ook zouden deze kweekcellen met hun enzymen en groeifactoren kunnen bijdragen aan het herstel van het beschadigde weefsel dat nog niet dood is.
Het gekweekte stuk spierweefsel zal groot genoeg moeten zijn om het beschadigde weefsel te bedekken. Dat moet ook sterk zijn en elektrisch actief als het andere hartweefsel, anders zouden er hartritmestoornissen kunnen ontstaan.
Deze ‘hartpleister’ zou de eerste zijn die aan die voorwaarden voldoet. ” Hartspiercellen kweken is vrij eenvoudig”, zegt medeonderzoeker Nenad Bursac, “maar daarbij ligt de nadruk toch op de ontwikkeling van miniorgaantjes voor het testen van kandidaatmedicijnen. Die ontwikkeling opschalen naar wat we hebben gedaan is nog nooit eerder gedaan.”
Pluripotente stamcellen
Het stuk hartweefsel is gekweekt uit pluripotente stamcellen. De onderzoekers zijn er met diverse stamcellijnen in geslaagd stukjes hartweefsel te kweken van voldoende afmetingen met met de juiste eigenschappen en met verschillende typen hartcellen (gladde spiercellen, hartspiercellen, fibroblasten en endotheelcellen). De cellen werden gekweekt in en geleiachtige substantie. Zelforganisatie zorgde ervoor dat de verschillende cellen samen uitgroeiden tot functioneel hartweefsel.
Door aanpassing van de kweektechniek zoals het schudden van het kweekbakje wisten ze de stukjes hartweefsel steeds groter te maken: van 1 cm2 tot 16 cm2, vijf tot acht cellagen dik. “Dat is heel lastig”, zegt Bursac, “want hoe groter het stuk weefsel hoe moeilijker het wordt de verlangde eigenschappen te handhaven.” De onderzoekers slaagden er in hun stukjes hartweefsel in vijf weken tot ‘volle wasdom’ op te kweken.
In de hartjes van ratten en muizen bleken de weefselkweekjes te worden geïntegreerd in het bloedvatstelsel en te doen wat hartcellen worden geacht te doen. Voor toepassing bij mensen zouden de stukjes weefsel echter dikker moeten zijn en daarvoor zou het weefsel moeten worden doorbloed om genoeg zuurstof te krijgen. Dan wordt het een hele klus om dat kweekweefsel te integreren met het bestaande hartweefsel. “Daar werken we aan en ook anderen, maar voorlopig zijn we blij dat we zover gekomen zijn”, zegt Bursac.
Bron: Science Daily