Naar een natuurlijke pacemaker
Kunstmatige hartpacemakers hebben het leven van duizenden mensen gered en verlengd, maar ze hebben hun tekortkomingen – zoals een vaste polsslag en een beperkte levensduur. Zou een permanente biologische oplossing mogelijk zijn?
Richard Robinson en collega’s van de New Yorkse universiteiten Columbia en Stony Brook denken van wel, en hun werk gepubliceerd in het laatste nummer van The Journal of Physiology brengt de droom een stap dichter bij de werkelijkheid.
De lichaamseigen natuurlijke pacemaker, genaamd de sinoatriale (SA) knoop, is uiterst kwetsbaar voor schade tijdens een hartaanval, waardoor de patiënt vaak met een zwakke, langzame of onbetrouwbare hartslag blijft zitten. Het hart heeft een beperkt vermogen om te herstellen van de schade, dus de conventionele aanpak is het aanbrengen van een elektronisch apparaat om de slag direct te bewaken en te controleren.
Therapieën om de hartslag biologisch te verhogen zouden een veel betere oplossing kunnen zijn, maar er zijn enkele grote hindernissen. De manier waarop elektrische signalen in de SA-knoop worden gegenereerd – en daarmee de hartslag – is verre van eenvoudig. Er zijn drie afzonderlijke elektrische paden tussen cellen, HCN- of “grappige” kanalen genoemd (vanwege hun complexe gedrag), die hierbij betrokken zouden kunnen zijn.
Dr Robinsons werk helpt licht te werpen op de geheimen van de HCN-kanalen, maar wat nog belangrijker is, beschrijft een celcultuur die zij hebben ontwikkeld en die de HCN-functie in hele zoogdierenharten nauwkeurig nabootst, waardoor toekomstig onderzoek op dit gebied veel sneller en gemakkelijker wordt.
De onderzoekers gebruikten hun nieuwe cellulaire model om twee van de HCN-kanalen genetisch te ‘herbedraden’. De resulterende hartslag was zeer snel met onregelmatige pauzes, net zoals reeds is waargenomen bij honden en muizen.
Het is nog vroeg – maar de waardevolle nieuwe computer- en celmodellen zijn ideaal voor het testen van potentiële nieuwe medicijnen om de hartslag te beïnvloeden en effenen de weg voor de ontwikkeling van nieuwe genetische biologische pacemakers.