Een team van Chinese wetenschappers heeft de natuurlijke pacemaker van het hart in een laboratoriumschaal gekweekt. Dit vergroot de mogelijkheid dat patiënten met een verstoord hartritme ooit een biologische vervanging kunnen krijgen in plaats van een elektronisch apparaat.
Onderzoekers van de Guangzhou Institutes of Biomedicine and Health, onderdeel van de Chinese Academy of Sciences, creëerden de sinusknoop, een cluster cellen die het hartritme bepaalt, met behulp van stamcellen. De sinusknoop wordt soms de meesterdirigent van het hart genoemd omdat het de elektrische impulsen genereert die het hart vertellen wanneer het moet kloppen.
Een klein cluster cellen dat de maat houdt
De sinusknoop is een kleine structuur in de rechterbovenkamer van het hart. Als het niet goed werkt, kan het hart te langzaam, te snel of onregelmatig kloppen. Miljoenen mensen wereldwijd vertrouwen op elektronische pacemakers om deze problemen te verhelpen. Maar pacemakers hebben nadelen. Ze vereisen een operatie om te implanteren, batterijen die vervangen moeten worden, en ze kunnen kwetsbaar zijn voor infecties of storingen.
Het team uit Guangzhou wilde onderzoeken of ze een biologisch alternatief konden bouwen. Ze begonnen met menselijke stamcellen en leidden ze via een reeks chemische stappen om sinusknoopcellen te worden. Het proces duurde ongeveer 26 dagen. Aan het einde klopten de cellen spontaan, net als het echte werk.
Waarom dit belangrijk is voor mensen met hartziekten
De wetenschappers testten het gekweekte weefsel vervolgens op ratten. Ze implanteerden de cellen in de harten van ratten waarvan de eigen sinusknoop was uitgeschakeld. De getransplanteerde cellen integreerden met het hartweefsel van de rat en begonnen de hartslag aan te sturen. De harten van de dieren hervatten een normaal ritme.
Voor lokale gemeenschappen in China, waar hartziekten een belangrijke doodsoorzaak zijn, is het vooruitzicht van een biologische pacemaker veelbetekenend. Elektronische pacemakers zijn effectief maar duur en vereisen levenslang onderhoud. Een levende plek cellen die eenmalig geïmplanteerd kan worden en een leven lang meegaat, zou een grote vooruitgang zijn. Het onderzoek staat nog in de kinderschoenen en menselijke proeven zijn waarschijnlijk nog jaren weg. Maar het werk laat zien dat het bouwen van een vervanging voor de meesterdirigent van het hart geen sciencefiction meer is.
Een stap richting regeneratieve geneeskunde
De studie, gepubliceerd in het tijdschrift Cell Stem Cell, maakt deel uit van een bredere push in China om regeneratieve therapieën voor orgaanfalen te ontwikkelen. Het land heeft zwaar geïnvesteerd in stamcelonderzoek en klinische toepassingen. Als deze aanpak veilig en effectief blijkt bij mensen, zou het kunnen veranderen hoe artsen aritmieën behandelen, de onregelmatige hartslagen die tientallen miljoenen mensen wereldwijd treffen.
Het team uit Guangzhou werkt nu aan het opschalen van de productie van sinusknoopcellen en het testen ervan op grotere dieren. Ze moeten er ook voor zorgen dat de cellen geen tumoren vormen of afstoting door het immuunsysteem veroorzaken. Dat zijn hobbels die elke stamceltherapie moet nemen. Maar het feit dat een biologische pacemaker is gekweekt en getest in een levend dier is een mijlpaal die het idee dichter bij de kliniek brengt.
