Vascular Biology Evelien Floor
Stamcellen in hart en vaatziekten
Een gemiddeld myocardinfarct leidt tot het verlies van 2 miljard cardiomyocyten. Er wordt een litteken
gevormd en ventriculaire remodeling
treedt op. Bij het dikker worden of dunner
worden van de wand leidt dit tot hartfalen.
De enige oplossingen tegenwoordig voor
hartfalen zijn een left ventricular assist
device (LVAD) of een harttransplantatie.
Een LVAD wordt ook wel een steunhart
genoemd. Een LVAD wordt geïmplanteerd
als het hart niet meer sterk genoeg is om
het bloed rond te pompen, het
eindstadium van hartfalen. Als de LVAD de
linkerkamer ondersteunt dan pompt deze
het bloed vanuit de kamer de aorta in.
Celtherapie
Het herstellen van de hartfunctie is nog steeds een grote uitdaging. Er wordt veel onderzoek gedaan
naar het gebruik van stamcellen om de beschadigde hartspier of bloedvaten te vervangen. Een stamcel
is een clonogene, zelf vernieuwende voorloper cel die een of meer gespecialiseerde celtypen kan
genereren.
Er is met meerdere stamceltypen geprobeerd een cardiomyocyt te vormen. Onder andere met
stamcellen uit het bloed, beenmerg, skeletspierweefsel en vetweefsel. Daarnaast zijn embryonale
stamcellen en fibroblasten met iPS gebruikt. Door stamcellen uit het beenmerg in te brengen in het
hart nam de ejectiefractie maar met 3.7% toe. Er bleek zo dat stamcellen uit het bloed, beenmerg,
skeletspierweefsel en vetweefsel niet geschikt zijn om hartspierweefsel te vormen.
Regeneratie van het hart
Vroeger werd altijd gezegd dat het hart een terminaal gedifferentieerd orgaan is. Het zou zichzelf niet
kunnen regenereren. Echter bleek dit niet waar te zijn. De turnover van het hart werd gemeten met
behulp van C14. Tijdens de koude oorlog is er veel C14 vrijgekomen en dit is ingebouwd in de cellen
van mensen die toen geboren zijn. Door C14 te meten in het hart kon getest worden hoeveel
cardiomyocyten worden vernieuwd. Hieruit bleek dat minder dan 50% van de cardiomyocyten
vervangen worden tijdens een normale levensduur.
Er zijn dus stamcelachtige cellen in het hart aanwezig. Deze cellen bevinden zich tussen de
cardiomyocyten. Ze bevatten transcriptiefactoren specifiek voor een cardiomyocyt. Zo kunnen ze dus
differentiëren tot cardiomyocyten. Deze stamcelachtige cellen worden ook wel cardiomyocyt
progenitor cellen (CMPCs) genoemd en bevinden zich in het hartoortje.
CMPCs kunnen geïsoleerd worden om proliferatie in vitro te onderzoeken. Een stukje van het
hartoortje wordt eerst in hele kleine stukjes geknipt. Vervolgens worden aan de cellen antilichamen
met ijzer specifiek voor CMPCs toegevoegd. Door hier een magneet bij te houden kunnen de CMPCs
geïsoleerd worden.
De geïsoleerde cellen worden in een petrischaal gebracht waar ze prolifereren en de gehele bodem
bedekken. Wanneer in vitro groeifactoren aan de CMPCs toegevoegd worden differentiëren de cellen
en gaan ze samentrekken. Dit komt omdat de cellen onderling gekoppeld zijn met connexins waardoor
ze tegelijk samentrekken. Daarnaast vormen ze ook kleine vaatjes. Deze cellen zijn dus daadwerkelijk
in staat cardiomyocyten te vormen niet als embryonale stamcellen en iPSCs.
1
Stamcellen in hart en vaatziekten
Een gemiddeld myocardinfarct leidt tot het verlies van 2 miljard cardiomyocyten. Er wordt een litteken
gevormd en ventriculaire remodeling
treedt op. Bij het dikker worden of dunner
worden van de wand leidt dit tot hartfalen.
De enige oplossingen tegenwoordig voor
hartfalen zijn een left ventricular assist
device (LVAD) of een harttransplantatie.
Een LVAD wordt ook wel een steunhart
genoemd. Een LVAD wordt geïmplanteerd
als het hart niet meer sterk genoeg is om
het bloed rond te pompen, het
eindstadium van hartfalen. Als de LVAD de
linkerkamer ondersteunt dan pompt deze
het bloed vanuit de kamer de aorta in.
Celtherapie
Het herstellen van de hartfunctie is nog steeds een grote uitdaging. Er wordt veel onderzoek gedaan
naar het gebruik van stamcellen om de beschadigde hartspier of bloedvaten te vervangen. Een stamcel
is een clonogene, zelf vernieuwende voorloper cel die een of meer gespecialiseerde celtypen kan
genereren.
Er is met meerdere stamceltypen geprobeerd een cardiomyocyt te vormen. Onder andere met
stamcellen uit het bloed, beenmerg, skeletspierweefsel en vetweefsel. Daarnaast zijn embryonale
stamcellen en fibroblasten met iPS gebruikt. Door stamcellen uit het beenmerg in te brengen in het
hart nam de ejectiefractie maar met 3.7% toe. Er bleek zo dat stamcellen uit het bloed, beenmerg,
skeletspierweefsel en vetweefsel niet geschikt zijn om hartspierweefsel te vormen.
Regeneratie van het hart
Vroeger werd altijd gezegd dat het hart een terminaal gedifferentieerd orgaan is. Het zou zichzelf niet
kunnen regenereren. Echter bleek dit niet waar te zijn. De turnover van het hart werd gemeten met
behulp van C14. Tijdens de koude oorlog is er veel C14 vrijgekomen en dit is ingebouwd in de cellen
van mensen die toen geboren zijn. Door C14 te meten in het hart kon getest worden hoeveel
cardiomyocyten worden vernieuwd. Hieruit bleek dat minder dan 50% van de cardiomyocyten
vervangen worden tijdens een normale levensduur.
Er zijn dus stamcelachtige cellen in het hart aanwezig. Deze cellen bevinden zich tussen de
cardiomyocyten. Ze bevatten transcriptiefactoren specifiek voor een cardiomyocyt. Zo kunnen ze dus
differentiëren tot cardiomyocyten. Deze stamcelachtige cellen worden ook wel cardiomyocyt
progenitor cellen (CMPCs) genoemd en bevinden zich in het hartoortje.
CMPCs kunnen geïsoleerd worden om proliferatie in vitro te onderzoeken. Een stukje van het
hartoortje wordt eerst in hele kleine stukjes geknipt. Vervolgens worden aan de cellen antilichamen
met ijzer specifiek voor CMPCs toegevoegd. Door hier een magneet bij te houden kunnen de CMPCs
geïsoleerd worden.
De geïsoleerde cellen worden in een petrischaal gebracht waar ze prolifereren en de gehele bodem
bedekken. Wanneer in vitro groeifactoren aan de CMPCs toegevoegd worden differentiëren de cellen
en gaan ze samentrekken. Dit komt omdat de cellen onderling gekoppeld zijn met connexins waardoor
ze tegelijk samentrekken. Daarnaast vormen ze ook kleine vaatjes. Deze cellen zijn dus daadwerkelijk
in staat cardiomyocyten te vormen niet als embryonale stamcellen en iPSCs.
1
