Hartspierweefsel in kweek, een model om therapie te testen
Er is op dit moment geen goede behandeling bij hartfalen door aangeboren hartafwijkingen. Dit is zowel het geval bij kinderen met een aangeboren hartafwijking als bij volwassenen met een aangeboren hartafwijking. Een hartversterker is nodig voor veel kinderen en volwassenen met een aangeboren hartafwijking, bijvoorbeeld rondom de operatie maar ook later als er hartfalen ontstaat.
Hoe versterk je de hartspier bij een aangeboren hartafwijking? Dat kan via de spiercellen zelf (ongeveer 40%) of via de andere soorten cellen in het hart, zoals steunweefsel en bloedvaten. Maar hoe weet je dan of een mogelijke therapie van versterking écht gaat werken? Dat wil je eigenlijk testen op kweekcellen! Je kunt tegenwoordig wel spiercellen kweken uit stamcellen, maar dat is vooral nuttig voor ziektes waarbij maar één gen veranderd is, denk hierbij bijvoorbeeld aan de ziekte van Duchenne. Bij aangeboren hartafwijkingen weten we dat er veel genen betrokken (kunnen) zijn, dus daar hebben we andere technieken voor nodig. Bovendien willen we niet alleen iets doen met de spiercellen, dat is tenslotte maar 40%, maar ook de cellen eromheen.
Er is een methode ontwikkeld om in een 3D-kweek opstelling resten van weefsel na een hartoperatie of harttransplantatie te kweken en de functie daarvan te meten. Zo’n kweek noemen ze ‘Living Myocardial Slices’ (LMS) en kan je gebruiken om in weefsel van de patiënt te testen of nieuwe therapieën effectief zijn. Hiermee kunnen we een brug slaan tussen laboratorium en praktijk.
Hieronder een schematische afbeelding:
Het doel van dit onderzoek is het ontwikkelen van 3D-kweek (LMS) van hartspierweefsel als model voor patiënten met een aangeboren hartafwijking. Met dit model kunnen we bijvoorbeeld testen of het versterken van spiergroei leidt tot betere werking van het hart zonder dat het hartritmestoornissen veroorzaakt. Aan het einde van het onderzoek kunnen we uit kleine stukken rest
weefsel LMS maken. We kunnen de functionaliteit van de LMS bepalen door middel van krachtmeting en de snelheid van ritmegeleiding. We weten dan ook of die stukjes representatief zijn voor de rest van het hart. Met deze resultaten kan er vervolgonderzoek gedaan worden op zoek naar nog betere behandelmethoden voor kinderen met een aangeboren hartafwijking.
Stichting Hartekind stelt € 37.157,- beschikbaar voor dit project.
Update augustus 2022
De eerste stap in dit onderzoek was het opzetten van de kweekmethode in ons lab. Dr Taverne, hartchirurg in het ErasmusMC, heeft daarvoor de juiste methode ontwikkeld. Dit wordt nu gebruikt om hartweefsel na harttransplantaties te bestuderen. Het zieke hart, dat uitgenomen wordt en vervangen wordt door een gezond hart, wordt naar het lab gebracht (in een ijsbad om het weefsel zo goed mogelijk te houden). Daar worden eerst blokjes van gemaakt die vervolgens in hele fijne plakjes gesneden worden ; 0,3 mm dikt (dat is nog niet de helft van de dikte van een blaadje papier). Deze plakjes worden op een vervoersvel gelegd en zo in het kweekbak gehangen. Aan die kweekbak zitten hele fijngevoelige meters die de kracht kunnen meten. Als een hartspier samentrekt dan produceert zij kracht, dat kun je meten, net zoals het meten van het gewicht dat je optilt in een fitnesscentrum.
Het is nu gelukt plakken van bijna 1 cm x 1 cm > 3 weken in leven te houden. Dat betekent dat daarmee al veel studies verricht kunnen worden op weefsel van harttransplantaties. Maar, restweefsel van hartoperaties bestaan uit veel kleinere stukjes. We zijn dus nu bezig de opstelling aan te passen voor kleineren stukjes. Dat betekent ook dat de krachtmeters veel gevoeliger moeten zijn.Vergelijk het met een personenweegschaal, die meet in kilogrammen, terwijl een keuken weegschaal in grammen meet, maar wat we nodig hebben is een apothekersweegschaal die in miligrammen meet.