18 november 2021 Stekelmuis als model voor hartreparatie na schade Terug naar nieuws Volwassen zoogdieren, waaronder mensen, kunnen hartweefsel niet op natuurlijke wijze herstellen na een infarct. Het tegenovergestelde is waar: na een infarct wordt de hartfunctie vaak slechter over tijd, een proces dat bekendstaat als cardiale remodeling. Onderzoekers uit de groep van Kerstin Bartscherer hebben nu in samenwerking met de groep van Eva van Rooij en het Center for Cellular Nanoanalytics (Osnabrück University, Duitsland) een zoogdier gevonden dat anders is. De stekelmuis repareert zijn hart veel efficiënter na een infarct dan de normale huismuis en vermijdt cardiale remodeling. Uiteindelijk kunnen deze resultaten helpen bij het identificeren van nieuwe targets voor behandelingen die hartreparatie stimuleren in patiënten. De resultaten zijn op 17 november gepubliceerd in npj Regenerative Medicine. De stekelmuis is een knaagdiersoort met een kenmerkende stekelige vacht die lijkt op die van een egel. In tegenstelling tot de meeste zoogdieren kan de stekelmuis diepe huidwonden genezen zonder een litteken achter te laten. Dat maakt dit dier een belangrijk modelorganisme in de zogenoemde regeneratieve geneeskunde. In hun nieuwe studie boog de groep van Kerstin Bartscherer zich over de vraag of de stekelmuis zijn bijzondere regeneratieve capaciteit ook kan gebruiken voor het hart, een van de moeilijkste organen om te repareren. Leren van regeneratie Tim Koopmans, eerste auteur op de nieuwe publicatie in npj Regenerative Medicine, legt uit: “Hartfalen blijft wereldwijd de voornaamste oorzaak van overlijden. Nadat er schade ontstaat door bijvoorbeeld een hartaanval, kan het hart het verloren weefsel niet laten terug groeien en ontstaat er een litteken dat de hartfunctie belemmert. We kunnen daarom veel leren van dieren die wel in staat zijn volwassen weefsel te regenereren.” Overzicht van het beschadigde hart, waarin te zien is dat bloedvaten aanwezig zijn in de stekelmuis (Acomys), maar niet in de normale muis (Mus). Credit: Tim Koopmans, copyright: Hubrecht Institute. Verbeterde hartfunctie De wetenschappers onderzochten een groep stekelmuizen en een groep normale muizen. In beide groepen konden zij hartschade simuleren die lijkt op de schade die ontstaat in mensen. Hoewel de directe respons op schade vergelijkbaar was in beide groepen muizen, was de overlevingsgraad veel hoger bij de stekelmuizen en was er in deze groep dieren bijna geen sprake van cardiale remodeling (i.e. veranderingen in het hart die de grootte, vorm of functie aantasten, doorgaans gekoppeld aan een slechtere prognose). Dit ging gepaard met een gedeeltelijk herstel van hartfunctie over tijd. Tegelijkertijd vormden en onderhielden de stekelmuizen nieuwe, volledig functionele bloedvaten, veranderden ze de structurele organisatie van het litteken en herstelden ze (gedeeltelijk) de aanwezigheid van sommige celtypen. Al deze resultaten dragen hoogstwaarschijnlijk bij aan de verschillen in hartfunctie die werden geobserveerd na schade. Vertaling naar mensen Modelorganismen voor onderzoek naar herstel van het volwassen hart zijn zeldzaam en voornamelijk van niet-zoogdieren. De resultaten van deze modellen zijn moeilijk te vertalen naar succesvolle behandelingen voor mensen door fysiologische verschillen. “Met de stekelmuis hebben we een zoogdier gevonden dat zijn hart op natuurlijke wijze kan herstellen en daarom als rolmodel voor mensen kan dienen. De fysiologie van de stekelmuis komt beter overeen met die van mensen dan eerdere diermodellen, waardoor de vertaling naar menselijke hartschade makkelijker te maken is,” leggen Koopmans en Bartscherer uit. De stekelmuis zijn hart niet op dezelfde manier repareren als het dat kan bij een huidwond. Toch biedt zijn respons op hartschade tal van mogelijke onderzoeksrichtingen. “We zullen verder in moeten gaan op de onderliggende moleculaire mechanismen duiken zodat we hopelijk nieuwe targets voor medicijnen kunnen vinden. Op langere termijn, kan dit misschien leiden tot behandelingen die hartreparatie in mensen stimuleert,” concludeert Koopmans. Publicatie Ischemic tolerance and cardiac repair in the spiny mouse (Acomys). Tim Koopmans, Henriette van Beijnum, Elke F. Roovers, Antonio Tomasso, Divyanshu Malhotra, Jochem Boeter, Olympia E. Psathaki, Danielle Versteeg, Eva van Rooij, Kerstin Bartscherer. Npj Regenerative Medicine, 2021. Kerstin Bartscherer is groepsleider bij het Hubrecht Instituut.
