29 januari

Herstelproces na hartaanval gedetailleerd in kaart gebracht

Terug naar nieuws

Onderzoekers uit de groep van Eva van Rooij hebben het herstelproces van het hart na een hartaanval op gedetailleerd niveau in kaart gebracht. Ze zagen dat de hartspiercellen – ook wel cardiomyocieten genoemd – een belangrijke rol spelen in de intracellulaire communicatie na een hartaanval. De onderzoekers hebben hun bevindingen vastgelegd in een database die beschikbaar is voor wetenschappers over de hele wereld. Dit brengt het onderzoeksveld een stap dichterbij de ontwikkeling van therapieën voor beter herstel na schade aan het hart. De resultaten zijn op 29 januari gepubliceerd in Communications Biology.

Per dag komen in Nederland zo’n 95 mensen in het ziekenhuis terecht door een hartaanval, ook wel hartinfarct genoemd. Bij een hartaanval raakt de bloedtoevoer naar een deel van het hart geblokkeerd, bijvoorbeeld door een bloedpropje in een kransslagader. Doorgaans wordt geprobeerd de bloedtoevoer zo snel mogelijk te herstellen, ook wel reperfusie genoemd. Een deel van het hart heeft het echter een tijd zonder zuurstof moeten stellen. Afhankelijk van de grootte en duur van het infarct, sterven hierdoor de hartspiercellen – ook wel cardiomyocieten genoemd – in dat deel van het hart af en ontstaat er littekenweefsel. Littekenweefsel is stijver dan normaal hartweefsel en bemoeilijkt daardoor het samentrekken van het hart. De pompfunctie van het hart kan hierdoor verslechteren, wat op den duur kan leiden tot hartfalen.

Herstelproces van het hart

Inzicht in het herstelproces na een hartaanval en hoe dit leidt tot de vorming van littekenweefsel is dus van groot belang, maar veel is nog onbekend. Reden genoeg voor de onderzoekers uit het lab van Eva van Rooij om hier verder in te duiken. Ze onderzochten hoe het muizenhart herstelt op drie verschillende momenten na een hartaanval. Ze maakten hiervoor gebruik van single cell sequencing, een techniek waarmee het RNA van individuele cellen bekeken kan worden. Hiermee genereerden de onderzoekers een enorme dataset aan informatie over de rol van verschillende soorten cellen tijdens het herstelproces na een hartaanval.

Communicatienetwerk

Vervolgens hebben ze deze data gebruikt om een communicatienetwerk op te stellen. Louk Timmer, onderzoeker bij het project, legt uit: “Cellen communiceren met elkaar door moleculen uit te scheiden. Die moleculen zetten de ontvangende cel vervolgens aan tot een bepaalde actie die van belang kan zijn voor het herstelproces. We hebben nu heel gedetailleerd in kaart gebracht hoe verschillende soorten cellen met elkaar communiceren op verschillende tijdstippen na een hartaanval. Dat was nog niet eerder zo compleet gedaan.” Dit communicatienetwerk is nu opgeslagen in een database en toegankelijk voor wetenschappers over de hele wereld.

Hart na infarct laat verhoogde B2M expressie zien
Afgebeeld is een hart met een infarct. Te zien zijn de hartspiercellen (in groen), de B2M expressie (in rood) en de celkernen (in blauw). Het gedeelte waar groen ontbreekt is het infarct.
Vorming van littekenweefsel

Vooral de rol van cardiomyocieten in het herstel na een hartaanval was nog onderbelicht, mede vanwege technische moeilijkheden. Een ander recent paper uit het lab van Van Rooij bracht een oplossing voor deze obstakels, waardoor de onderzoekers nu specifiek konden kijken naar de functie van cardiomyocieten in het herstelproces. “We zagen dat cardiomyocieten op het vroegst gemeten tijdspunt na de hartaanval verhoogde hoeveelheden van een molecuul genaamd B2M uitscheidden. In vervolgexperimenten zagen we dat B2M kan leiden tot activatie van zogenoemde fibroblasten – de cellen verantwoordelijk voor de vorming van littekenweefsel,” aldus Timmer. Cardiomyocieten lijken dus vroeg in het herstelproces de aanmaak van littekenweefsel indirect te stimuleren. “Intuïtief dachten we al dat cardiomyocieten een belangrijke rol spelen bij intracellulaire communicatie tijdens het herstelproces en het is mooi dat we dat nu hebben kunnen bevestigen.”

Controlehart met lage B2M expressie
Afgebeeld is een controleert. Zichtbaar zijn de hartspiercellen (in groen), B2M expressie (in rood) en celkernen (in blauw).
Herstelproces verbeteren

Wanneer hij gevraagd wordt naar de volgende stappen binnen dit onderzoeksveld benadrukt Timmer het belang van vervolgonderzoek. “Verschillende wetenschappers en experts kunnen met deze data aan de slag, hierdoor leren we steeds beter begrijpen welke cellen en moleculen precies betrokken zijn bij het herstel van het hart en op welke manier ze met elkaar communiceren. Hopelijk kunnen we het herstelproces daardoor uiteindelijk verbeteren, waardoor mensen minder schade overhouden na een hartaanval.”

Publicatie

“Single-cell transcriptomics following ischemic injury identifies a role for B2M in cardiac repair”. Bas Molenaar, Louk T. Timmer, Marjolein Droog, Ilaria Perini, Danielle Versteeg, Lieneke Kooijman, Jantine Monshouwer-Kloots, Hesther de Ruiter, Monika M. Gladka & Eva van Rooij. Communications Biology, 2020.

Picture of Eva Van Rooij

 

 

Eva van Rooij is groepsleider bij het Hubrecht Institute en hoogleraar Moleculaire Cardiologie bij het Universitair Medisch Centrum Utrecht.