Een gen als pacemaker

Patiënten met bradycardie hebben een te lage hartslag; hun hart slaat te weinig slagen per minuut. Hierdoor zijn ze sneller moe en vaker duizelig. Omdat medicijnen de hartslag niet veilig op een normaal ritme kunnen brengen, is de enige oplossing voor patiënten met symptomatische bradycardie, een pacemaker. Dit apparaatje verstuurt elektrische signalen naar het hart als het te langzaam slaat, of een slag overslaat.

Geblokkeerd foetushart

Helaas komen niet alle patiënten die een pacemaker nodig hebben, hiervoor in aanmerking. Foetussen met een hartblokkade bijvoorbeeld, bij wie de elektrische impulsen niet meer worden doorgegeven van het bovenste naar het onderste gedeelte van het hart. Of volwassenen die een geïmplanteerde pacemaker hebben, maar bij wie deze tijdelijk verwijderd moet worden vanwege een infectie. Zij worden gemiddeld twee tot zes weken met antibiotica behandeld. Meestal krijgen ze dan een tijdelijke pacemaker, maar dat is geen ideale oplossing omdat de kans op een nieuwe infectie dan groot is. Voor deze mensen zou een tijdelijke biologische pacemaker ideaal zijn. Vorige pogingen om zo’n biologische pacemaker te maken, waren nog niet heel succesvol. Maar de poging van Yu-Feng Hu en zijn collega’s van het Cedars-Sinai Heart Institute in Los Angeles lijkt daar verandering in te brengen.

Van knoop naar knoop

Bij gezonde mensen geeft de sinusknoop een elektrisch signaal af waardoor de boezems samentrekken. Het signaal wordt via de atrioventriculaire knoop doorgegeven aan de kamers, waarna ook die samentrekken. Door dit mechanisme slaat een gezond hart tussen de 60 en 90 keer per minuut. Hu en zijn collega’s onderzochten of ze cellen uit een ander deel van het hart, dat deze pulsen niet op kan wekken maar wel geleiden, om konden zetten in cellen die dat wel kunnen. Cellen zoals die in de sinusknoop voorkomen dus. Omdat voor elkaar te krijgen, gebruikten ze het gen TBX18. Dit gen zorgt voor de productie van een eiwit dat ervoor zorgt dat het hart zijn ritme behoudt. Ze brachten het gen via een adenovirus in de harten van varkens met een hartblokkade. En dat bleek te werken.

De hartslag van de zeven onderzochte varkens ging omhoog door pulsen vanuit de genetisch gemanipuleerde cellen. Er ontstonden geen ritmestoornissen en er waren geen bijwerkingen te zien. De test duurde twee weken en al die tijd bleef het resultaat gelijk. De auteurs zien hun onderzoek als een mooie opstap richting een mogelijke biologische pacemaker voor mensen.

Hordes

Maar voor het zover is moeten er nog wel een aantal hordes genomen worden. Antibiotica behandelingen duren soms wel zes weken. Dus als je het voor pacemaker-patiënten wil gebruiken die vanwege een infectie een tijdelijke oplossing nodig hebben, moet je eerst zeker weten dat de biologische pacemaker langer dan twee weken werkt. Een ander risico, zo schrijven twee andere wetenschappers vandaag in Science, is dat er door gebruik van het adenovirus meerdere celgroepen ontstaan die de hartslag reguleren. Of dat het virus voor ontstekingen of fibrose zorgt op de plek waar het geïnjecteerd wordt. Hierdoor zouden er gevaarlijke ritmestoornissen kunnen ontstaan. Desalniettemin spreken ook deze wetenschappers, die niet bij de studie betrokken waren, van een belangrijke stap.