Hart werk: richting de heropbouw van het hart – Promotie Mara Bouwman

Tijdens een hartaanval zorgt een gebrek aan bloedtoevoer dat hartspiercellen afsterven. Het menselijke hart kan deze cellen niet vervangen. In plaats daarvan vormt het beschadigde weefsel een litteken, waardoor het vermogen om bloed rond te pompen afneemt. Momenteel is er geen behandeling voor patiënten met hartfalen die de hartcellen of -functie kan herstellen, maar opmerkelijk genoeg kunnen zebravissen hun beschadigde hart wel herstellen.

De Bakkers groep bestudeert genen die het proces van regeneratie bevorderen. In feite is een gen een instructie in het DNA die de cellen vertelt wat ze moeten doen wanneer ze actief zijn. “Als we weten welke genen belangrijk zijn voor hartregeneratie bij zebravissen, dan kunnen we ze misschien gebruiken om hart regeneratie te initiëren in het niet-regenererende hart van zoogdieren,” legt Mara uit. Een voormalige PhD-student in de Bakkers groep identificeerde twee genen, Prrx1b en Hmga1a, die actief zijn tijdens zebravishartregeneratie, maar niet in beschadigde muizenharten. De vraag die ten grondslag lag aan Mara’s onderzoek was of deze genen noodzakelijk zijn voor zebravishartregeneratie.

Een littekenvrij hart na beschadiging?

Tijdens haar onderzoek ontdekte Mara dat Prrx1b actief is in de buitenste laag van het zebravishart. Als gevolg van Prrx1b-verwijdering in zebravissen observeerde ze enorme littekenvorming en verminderde hartspiercelgroei. Hieruit bleek dat Prrx1b een belangrijke rol speelt bij het in evenwicht houden van regeneratie en littekenweefselvorming. Interessant is dat littekenweefsel in het zebravishart tijdelijk is: het verdwijnt geleidelijk naarmate er nieuw hartweefsel gevormd wordt. De cellen die littekenweefsel produceren worden uiteindelijk uitgeschakeld tijdens regeneratie, wat leidt tot een hart zonder littekens en een hersteld pompvermogen.

Vorming van nieuwe hartspieren

Het tweede gen, Hmga1, blijkt de groei van nieuwe hartspiercellen te stimuleren. Het doet dit door specifieke genen toegankelijker te maken zonder de genetische code te veranderen. Dit werkt als een ‘aan’-schakelaar die genen activeert die de groei van hartspiercellen stimuleren. Mara slaagde erin om Hmga1 in beschadigde muizenharten te introduceren door het gen in muizenhartcellen aan te brengen, en vond veelbelovende resultaten: verbeterde hartfunctie, verminderde littekenvorming en de groei van nieuwe hartspiercellen. Dit suggereert dat het mogelijk zou kunnen zijn om hartregeneratie zelfs bij zoogdieren teweeg te brengen. Tegen het einde van haar PhD begon Mara Hmga1 in menselijke hartspiercellen te onderzoeken, wat positieve voorlopige resultaten opleverde.

Al met al laat Mara’s onderzoek zien dat zowel Prrx1b als Hgma1a nodig zijn voor hartregeneratie bij zebravissen. Op de lange termijn zou haar werk kunnen bijdragen aan gentherapieën die de reparatie van beschadigd hartweefsel stimuleren door hartregeneratie op gang te brengen.

Fijne collega’s, goede samenwerkingen

Mara heeft erg van haar PhD genoten. “Ik heb mijn masterstage al in het lab van Jeroen Bakkers gedaan en bleef daar voor mijn PhD,” zegt ze. “Het is een geweldige omgeving met fijne collega’s en goede samenwerkingen.” Een persoonlijk hoogtepunt was het publiceren van haar eigen werk over Hmga1 begin 2025. Net als veel PhD-studenten had ze meer projectideeën dan waar tijd voor was: “Uiteindelijk moest ik prioriteiten stellen.”

Het goede nieuws is dat ze niet al haar ideeën volledig achter hoeft te laten, omdat ze als postdoc zal blijven werken in de Bakkers groep om Hmga1 verder te onderzoeken in zoogdieren. Mara geeft iedereen die een PhD overweegt het volgende advies: “Onderschat jezelf niet! Je weet meer dan je denkt en je zal veel leren.”