Defibrilleren met algen en licht

19 juni 2014• NIEUWSBERICHT

Hartritmestoornissen behandelen met behulp van ledlampjes: dr. Daniël Pijnappels ontving een Vidi-subsidie om er onderzoek naar te doen.

Het klinkt als sciencefiction: algen en ledlampjes om hartritmestoornissen te behandelen. Science is het zeker, maar fictie allerminst. Dr. Daniël Pijnappels (Hartziekten) is gespecialiseerd in hartritmestoornissen en regeneratieve geneeskunde. “We begrijpen nog niet goed waarom het hartritme op een bepaald moment verstoord raakt, hoe zo’n hartritmestoornis in stand blijft en hoe we hem kunnen beëindigen”, zegt hij.  “Daarvoor heb je kennis nodig op verschillende gebieden: geneeskunde, biologie en natuurkunde. Dat maakt mechanistisch onderzoek naar een hartritmestoornis nogal abstract.”

Daniel Pijnappels

Naast zijn computer heeft hij een poppetje van E.T. staan, om het toch aanschouwelijk te maken. De knuffelbare alien heeft een oplichtend hart. En dat staat symbool voor Pijnappels onderzoek.

Elektrisch orgaan

Het hart is een orgaan met elektrische eigenschappen; een elektrisch stroompje zorgt voor het kloppen van het hart. Een defect daarin leidt tot een ritmestoornis. Zulke stoornissen kunnen zeer dodelijk zijn, zoals bij ventrikelfibrilleren, of de kans op andere ziektes sterk laten toenemen, wat geldt voor boezemfibrilleren. Momenteel worden ondere andere elektrische shocks toegediend om een hart dat uit ritme is weer in het gareel te krijgen. Dit is echter ingrijpend en zeker niet pijnloos. Bovendien voorkom je er niet mee dat er opnieuw een verstoring van het hartritme optreedt.

Algen

Meer inzicht en een nieuwe aanpak zijn dus gewenst. Pijnappels wijkt daarvoor uit naar algen. Deze eencelligen gebruiken een opvallende manier om hun ionenkanalen te openen en sluiten. In menselijke hartcellen worden de ionenkanalen vooral gereguleerd met elektrische spanning, maar de ionenkanalen van algen reageren op licht. Deze eigenschap biedt een totaal nieuw perspectief op het onderzoek naar en de mogelijke behandeling van hartritmestoornissen.

“In een kweekschaaltje hebben we een laagje hartspiercellen ziek gemaakt. Dat leidde tot een ritmestoornis. Met behulp van een virus kon het algen-DNA van de lichtgevoelige ionenkanalen tot expressie worden gebracht in de hartcellen. Een flits van een blauw ledje leidde tot opening van de ionenkanalen, waardoor er een elektrische stroom ging lopen. Die stroom resette het hart: de ritmestoornis verdween direct. Elke keer weer.”

Geen defibrillator

Licht kan dus worden gebruikt om ritmestoornissen te onderzoeken en ze beter te begrijpen. “De behandeling met een led-katheter zou een mooie stap vooruit kunnen zijn. Maar ons doel ligt verder. Wij willen het hart zélf in staat stellen om op te merken wanneer het ritme uit de pas gaat lopen, om vervolgens door middel van een elektrische stroom de boel te resetten. Daarvoor moet een deel van de hartcellen kunnen reageren op veranderingen die horen bij het verstoord raken van het hartritme, bijvoorbeeld veranderingen in spanning. Als die cellen vervolgens een elektrische stroom op gang brengen die de ritmestoornis beëindigt, dan hoef je geen defibrillator of andere technologie meer in te brengen.

Uiteindelijk willen we dus ook van dat ledje af, maar voorlopig kunnen we het goed gebruiken om het ontstaan, de instandhouding en het beëindigen van hartritmestoornissen beter te begrijpen.” Dankzij de Vidi-subsidie komen twee promovendi en een postdoc  Pijnappels’ team versterken en zich volledig op dit project storten.

Times Square

Pijnappels (1980) is sinds 2011 hoofd van het laboratorium voor experimentele cardiologie, een onderdeel van het Hart Long Centrum Leiden. Met behulp van subsidies kon hij zijn team uit laten groeien tot zestien personen uit tien verschillende landen. “Met onderzoekers vanuit alle windstreken en een lab gevuld met verschillende kleuren licht is het hier soms net Times Square. Gelukkig helpt onder meer mijn collega Twan de Vries met de begeleiding.”

Wilt u op de hoogte blijven van de laatste ontwikkelingen bij het LUMC?
Abonneer u dan op onze tweewekelijkse nieuwsbrief of neem een abonnement op het LUMC Magazine.