Reset het rattenhart – met een ledlampje en genenverf

Boezemfibrilleren is een veel voorkomende hartritmestoornis die de pompfunctie van het bovenste deel van het hart aantast. Als het bloed stilstaat, kunnen stolsels ontstaan die een infarct in de hersenen kunnen veroorzaken. Patiënten worden nu behandeld met medicijnen of er wordt via een katheter een klein litteken gemaakt op de plek van de ritmestoornis. Ook kan worden geprobeerd om, onder verdoving, met een elektrische schok het ritme weer normaal te krijgen.

Het hart heeft zelf ook elektrisch vermogen. Waarom moet de stroom om de ritmestoornis te verhelpen dan van buiten komen, vroegen onderzoekers van het Leidse LUMC zich af. Zij ontwikkelden een ‘bio-elektronische defibrillator’ waarbij ze het hart zelf stroom laten opwekken om de ritmestoornis te verhelpen.

In het hart zitten eiwitten, ionkanalen die open- en dichtgaan en elektrisch geladen deeltjes doorlaten, vertelt onderzoeksleider Daniël Pijnappels, hoofd van het laboratorium voor Experimentele Cardiologie in het LUMC. Zo wordt de elektrische stroom geproduceerd die het hart laat samenknijpen. De Leidse wetenschappers brachten in de hartspiercellen van de rat lichtgevoelige ionkanalen aan, met een dna-code die oorspronkelijk afkomstig is uit algen. Dat deden ze door het rattenhart genetisch te verven, legt Pijnappels uit: ze maakten een gel met de virusdeeltjes die de genetische code bevatten voor het maken van die lichtgevoelige eiwitten. Vervolgens schilderden ze dat voorzichtig op de rechterboezem.

Daarna brachten ze vlak bij het hart een ledlampje aan, dat werd ontwikkeld door onderzoekers van de TU Delft. Bij het experiment werd het hartritme van buitenaf elektronisch gecontroleerd. Zodra het hart op hol sloeg, werd een signaal verstuurd naar het ledlampje in de borstkas, dat ging branden en zo de lichtgevoelige ionkanalen in de boezem aanzette tot stroomproductie.

Apparaatjes die het hartritme in de gaten houden bestaan al, zegt Pijnappels: die zouden bij mensen kunnen worden geïmplanteerd. De genetische verf en het ledlampje zouden via een kijkoperatie kunnen worden aangebracht.

Toepassing op mensen

Dat deze techniek werkt, is fantastisch, zegt Joris de Groot, hoogleraar klinische electrofysiologie van het hart, niet betrokken bij de studie. De Groot, verbonden aan het Amsterdam UMC, is enthousiast over het onderzoek. Hij zegt wel dat er nog wat hordes genomen moeten worden voordat de bio-elektronische defibrillator op mensen kan worden toegepast. ‘Gel aanbrengen op het hart, dat lijkt mij geen sinecure. En dan moet er ook nog een lampje in de borstkas worden geïmplanteerd.’

Bovendien zijn volgens De Groot jonge, gezonde ratten onderzocht, terwijl patiënten met boezemfibrilleren vaak ouder en minder gezond zijn. ‘Bij hen is er in de boezem vaak veel meer aan de hand dan alleen een elektrische storing. Het is niet meteen gezegd dat de techniek straks ook bij die groep werkt.’ Wat daarbij een rol speelt, is dat de boezemwand van de mens tien keer zo dik is als die van de rat. ‘De vraag is of het licht er helemaal doorheen komt en of alle hartspiercellen worden bereikt als je de virussen met de genetische code erop kwast.’

Toepassing bij patiënten vergt nog veel extra onderzoek, erkent Pijnappels. Toch is het doel om uiteindelijk een pijnvrije procedure te ontwikkelen die patiënten razendsnel van het boezemfibrilleren afhelpt, zonder dat zij daarvoor naar het ziekenhuis hoeven. Het kwalijke van de ritmestoornis, zegt hij, is dat die zichzelf in stand houdt: wie een keer een aanval van boezemfibrilleren heeft gehad, heeft een grote kans om er opnieuw last van te krijgen, en vaak ernstiger. ‘Als de stoornis direct wordt opgespoord en verholpen, zou dat niet alleen de kwaliteit van leven, maar ook de prognose van patiënten kunnen verbeteren.’