lectron micrograph of cardiac muscle. Wellcome Images. Onderzoekers hebben ontdekt dat het menselijk hart gedurende zijn hele leven nieuwe cellen blijft aanmaken. Deze ontdekking kan leiden tot nieuwe behandelingen om de regeneratie te bevorderen bij mensen met hartproblemen, zoals slachtoffers van een hartaanval.
Wetenschappers hebben lang gedacht dat organen zoals het hart, de hersenen en de alvleesklier niet in staat zijn om na hun ontwikkeling nieuwe cellen aan te maken. Deze theorie is grotendeels gebaseerd op het beperkte vermogen van deze organen om te herstellen na beschadiging door ziekte of letsel. Bovendien zijn primaire harttumoren zeer zeldzaam, wat wijst op een beperkte celgroei in het menselijk hart. De snelheid van de celproliferatie in het hart was echter nog niet rechtstreeks gemeten.
Wetenschappers van het Karolinska Instituut in Zweden en Dr. Bruce Buchholz van het Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) in Californië hebben een innovatieve manier ontwikkeld om dit probleem op te lossen. Hun methode is gebaseerd op de waarneming dat cellen in het lichaam een “tijdstempel” van koolstof-14 bevatten.”
De concentratie van koolstof-14 in de atmosfeer was relatief stabiel tot de Koude Oorlog, toen het bovengronds testen van kernwapens eind jaren vijftig tot begin jaren zestig wereldwijd een piek veroorzaakte. Dit verhoogde de hoeveelheid koolstof-14 die werd opgenomen in het DNA van iedereen die op dat moment op aarde leefde. Sinds het uitvoeren van bovengrondse proeven verboden is, is de hoeveelheid koolstof-14 in de atmosfeer – en dus ook de hoeveelheid die in nieuwe cellen wordt opgenomen – geleidelijk gedaald. Wetenschappers kunnen nu vaststellen wanneer een cel werd gecreëerd door de concentratie koolstof-14 te meten.
In de nieuwe studie voerden de onderzoekers koolstof-14-analyses uit van DNA van hartspiercellen (cardiomyocyten) in LLNL’s National Resource for Biomedical Accelerator Mass Spectrometry, een onderzoekscentrum dat wordt gesteund door NIH’s National Center for Research Resources (NCRR). Weefselmonsters werden verkregen van mensen die tot 22 jaar voor het begin van de atoombomproeven waren geboren.
De onderzoekers meldden op 3 april 2009 in Science dat de koolstof-14-niveaus van de monsters aantoonden dat cellen in het menselijke hart tot op volwassen leeftijd worden aangemaakt. De wetenschappers bepaalden vervolgens de snelheid van de groei van hartcellen in de loop van de tijd door het koolstof-14 DNA-profiel te meten van mensen die zowel voor als na de tests van 1950 waren geboren. Wiskundige modellering van de koolstof-14 gegevens toonde aan dat een 50-jarig hart nog steeds meer dan de helft van de cellen bevat die het bij de geboorte had, maar dat de turnover vertraagt met de tijd. Een 25-jarig hart vervangt ongeveer 1% van al zijn cardiomyocyten in de loop van een jaar, terwijl een 75-jarig hart ongeveer een half procent vervangt.
Deze bevindingen wekken de mogelijkheid op dat, als het hart meer cardiomyocyten aanmaakt na een hartaanval, technieken zouden kunnen worden ontwikkeld om dat proces te versterken en mogelijk de schade aan het hart te keren.
“Het voordeel van cardiomyocytenregeneratie ten opzichte van de huidige klinische behandelingen is de mogelijkheid van herstel,” legt Buchholz uit. “Hartaanvallen produceren littekenweefsel dat nooit goed functioneert. Als het hart zou kunnen worden gestimuleerd om de schade te herstellen met nieuwe cellen, kan het herstel na een hartaanval veel beter zijn.”
door Nancy Van Prooyen