Hypertrofie: hartcellen keren terug naar foetale toestand

Onderzoekers hebben ontdekt dat hartziekten zoals een vernauwde hartklep of een te hoge bloeddruk de genen in de hartcellen in de war brengt, en ze doet terugkeren naar een foetale toestand, de toestand van voor de geboorte. Bij muizen zijn ze erin geslaagd die ontwikkeling stop te zetten.
Science Photo Library
Doorsnede van een hart met hypertrofie. Onderaan is de spier erg verdikt.

Tot nu toe was niet geweten waarom het hart zich in dergelijke gevallen gedraagt zoals dat van een foetus. Het mechanisme is nu blootgelegd door onderzoekers van het KU Leuven, het Britse Babraham Institute, de Universiteit van Oslo en het Zweedse Karolinska Institute. Het onderzoek werd gepubliceerd in Journal of Clinical Investigation.

“Het hart heeft een groot aanpassingsvermogen. Bij sportinspanningen of tijdens een zwangerschap bijvoorbeeld, begint het spontaan harder te pompen. Als een gevolg van die verhoogde activiteit groeien de hartspiercellen. De wand van de hartspier wordt daardoor dikker of ‘hypertroof’”, legt de Britse professor Llewelyn Roderick uit. “Die harthypertrofie kan echter ook optreden bij hartziekten, zoals een hoge bloeddruk of een vernauwde hartklep. In dat geval is deze dikkere spierwand gevaarlijk en kan hij leiden tot hartritmestoornissen, hartfalen of zelfs een plotse hartstilstand.”

De wetenschappers zochten nu uit hoe het komt dat deze tweede vorm van harthypertrofie wel gevaarlijk is en de eerste helemaal niet.

Uit het onderzoek blijkt dat bij harthypertrofie als gevolg van een ziekte de genen van de hartcellen in de war geraken. Elke cel van het menselijk lichaam beschikt over een volledige set genen. Afhankelijk van welke genen als het ware "aan" gezet worden of tot expressie komen, vervult de cel een andere functie in het lichaam. Vergelijk het met koken: alle ingrediënten in de keuken zijn aanwezig, maar afhankelijk van het beoogde gerecht worden sommige gebruikt en andere niet. Het aan- en uitschakelen van genen in een cel gebeurt door zogenoemde "epigenetische merkers".

Embryonaal

“Naarmate het hart zich ontwikkelt, worden andere genen geactiveerd. Voor de geboorte komen in de hartcellen andere genen tot expressie dan later in het leven. Bij een harthypertrofie door ziekte keren ‘volwassen’ spiercellen terug naar de embryonale status: bepaalde genen die na de geboorte een leven lang ‘uit’ staan, worden plots ‘aan’ gezet. Dit is nefast voor het functioneren van het volwassen hart”, aldus Bernard Thienpont van de KU Leuven.

De onderzoekers kwamen er nu achter dat de epigenetische merkers die ervoor zorgen dat de foetale genen "uit" blijven staan, verloren gaan door harthypertrofie als gevolg van ziekte. Ze bestudeerden dit proces eerst bij knaagdieren en konden nadien dezelfde moleculaire veranderingen vaststellen bij patiënten met harthypertrofie.

Nu men begrijpt hoe harthypertrofie als gevolg van een hartkwaal ontstaat, kan er ook een gerichte therapie gezocht worden. De eerste resultaten van een behandeling bij knaagdieren waren alvast veelbelovend: de onderzoekers slaagden erin de ontwikkeling van harthypertrofie te blokkeren en de functie van het hart op peil te houden.

Een epigenetische behandeling van pathologische - door ziekte veroorzaakte - harthypertrofie bij mensen is voorlopig nog toekomstmuziek. Het verdere onderzoek hiernaar wordt momenteel geleid door professor Llewelyn Roderick vanuit de KU Leuven.