3,6 miljoen euro voor toponderzoek: 9 wetenschappers krijgen Dekkerbeurs

Deze problemen komen vooral bij vrouwen voor, die daardoor vaak lang in onzekerheid zitten over de oorzaak van hun hartklachten.

Pijn op de borst klachten ontstaan vaak door vernauwingen in de kransslagaders, de bloedvaten die het hart van zuurstof voorzien. Maar ook zonder deze vernauwingen kunnen mensen pijn op de borst krijgen. Het probleem kan dan liggen in de kleinste vaatjes van het hart, de haarvaatjes. Dit treedt vooral bij vrouwen op en is lastig te onderzoeken.

Onzekerheid
Patiënten met pijn op de borst krijgen vaak eerst een CT-scan. Als daarop geen vernauwingen in de kransslagaders te zien zijn, kunnen cardiologen tijdens een hartkatheterisatie speciale metingen uitvoeren om problemen in de haarvaatjes op te sporen. Deze procedure is alleen intensief en belastend voor de patiënt en brengt ook risico’s met zich mee. Daarom kiezen artsen er vaak voor om eerst medicijnen te proberen. Veel patiënten houden dan toch klachten en de onderliggende oorzaak is dan nog steeds onbekend. Deze patiënten, hoofdzakelijk vrouwen, leven daardoor lang in onzekerheid.

Minder belastende techniek
Biomedisch ingenieur Bettine van Willigen (Amsterdam UMC) en cardioloog in opleiding Fabienne Vervaat (Catharina ziekenhuis) willen een gemakkelijke techniek ontwikkelen om problemen in de kleinste vaatjes op te sporen. Hiervoor gaan ze bestaande CT-scans van harten van patiënten analyseren. Bij deze patiënten zijn deze speciale metingen tijdens een hartkatheterisatie uitgevoerd. Daardoor is bekend welke patiënten slecht werkende haarvaatjes bleken te hebben en welke niet.

Snellere diagnose
“Bij patiënten met deze klachten heeft het hart meer zuurstof nodig dan de kransslagaders kunnen aanvoeren”, legt Fabienne Vervaat uit. “Door te kijken naar de verhouding tussen de bloedstroom in de kransslagaders en de hoeveelheid hartspier, kunnen we iets zeggen over de gezondheid van de haarvaatjes.” Bettine van Willigen: ”Deze verhouding willen we bepalen op een CT-scan met behulp van wiskundige modellen. Als dat lukt, kunnen we software ontwikkelen waarmee we in de toekomst CT-scans van het hart kunnen analyseren en de gezondheid van de haarvaatjes kunnen bepalen.” Wanneer cardiologen deze techniek in de zorg kunnen toepassen, kunnen veel vrouwen veel sneller een diagnose krijgen. En ook nog op een manier die niet belastend is voor de patiënt. 

Minder soepele bloedvaten
Slagaderverkalking is een belangrijke oorzaak van hart- en herseninfarcten. Tijdens dit sluimerende proces hopen zich allerlei cellen en vetten op in de vaatwand. Dit blijft lang onopgemerkt, totdat een verdikking in de vaatwand door slagaderverkalking plotseling scheurt of beschadigd raakt. Zo kan opeens een infarct ontstaan.

Als we ouder worden krijgen we meer slagaderverkalking in onze bloedvaten. Dat komt onder andere doordat onze bloedvaten minder soepel worden en ons afweersysteem minder goed werkt. Dit laatste zorgt voor meer ontsteking. En ontstekingen verergeren slagaderverkalking juist.

Slagfaderverkalking afremmen
B-cellen vormen onderdeel van ons afweersysteem. Deze witte bloedcellen helpen ziekteverwekkers op te sporen en onschadelijk te maken. Op hogere leeftijd gaan sommige B-cellen zich anders gedragen. Ze verouderen en maken dan stoffen aan die ontstekingen stimuleren. Dit kan mogelijk slagaderverkalking verergeren.

“Wij hebben als eersten aangetoond dat deze verouderde B-cellen aanwezig zijn in het bloed en slagaderverkalking bij hart- en vaatpatiënten”, vertelt Amanda Foks. “We ontdekten dat deze B-cellen voor meer ontsteking en ergere slagaderverkalking zorgen. Maar wat de cellen precies doen, weten we niet.”

Daarom gaat Foks onderzoeken hoe verouderde B-cellen zorgen voor meer ontsteking in bloedvaten en verergering van slagaderverkalking. Bijvoorbeeld door te achterhalen welke schadelijke stoffen ze uitscheiden. Ook gaat ze in kaart brengen waar de verouderde B-cellen zich in de vaatwand bevinden en hoe ze met andere cellen samenwerken. “Vervolgens willen we een behandeling ontwikkelen die verouderde B-cellen uitschakelt en de gezonde afweercellen juist ongemoeid laat”, vult Foks aan. “Zo hopen we uiteindelijk slagaderverkalking af te remmen of misschien zelfs te voorkomen. Dit zou een totaal nieuwe behandeling tegen hart- en herseninfarcten zijn.”

DNA-afwijkingen

Erfelijke hartspierziekten kunnen al op jonge leeftijd ernstige schade veroorzaken, met hartfalen, hartritmestoornissen of zelfs plotselinge dood tot gevolg. In Nederland zijn duizenden mensen drager van DNA-afwijkingen in genen zoals DES en MYH7, die vaak al generaties lang in families voorkomen. Toch verloopt de ziekte bij iedere drager anders. De één krijgt een verdikt hart, de ander juist een verzwakte of stijve hartspier.

Deze onvoorspelbaarheid maakt het moeilijk om tijdig te herkennen wie risico loopt en welke behandeling het beste past. Daarbij gaan mensen vaak pas naar de cardioloog wanneer klachten al aanwezig zijn, waardoor vroege veranderingen in de hartspier onzichtbaar blijven. 

Mini-hartspieren

Om dit te doorbreken ontwikkelen Vermeer en Zwetsloot een manier om erfelijke hartziekten nauwkeuriger na te bootsen in het laboratorium. Hiervoor gebruiken zij één soort stamcel. Met moderne technieken brengen ze per cel steeds een verschillende DNA-afwijking aan die ook bij patiënten voorkomt. De verschillende stamcellen groeien eerst uit tot hartspiercellen, waarna de onderzoekers van elke variant kleine stukjes “mini-hartspier” maken.

In deze mini-hartspieren wordt het ziekteproces stap voor stap zichtbaar. Van de eerste subtiele signalen tot latere, ernstigere veranderingen. Omdat alle mini-hartspieren uit dezelfde soort stamcel komen en alleen de DNA-afwijking verschilt, kunnen de onderzoekers precies zien welk effect elke afwijking heeft. 

Daarnaast verzamelen de onderzoekers medische gegevens en materiaal van Nederlandse patiënten met deze DNA-afwijkingen. Door deze informatie te koppelen aan de bevindingen uit het laboratorium, kunnen zij beter begrijpen waarom dezelfde erfelijke afwijking bij de ene persoon mild verloopt en bij de andere veel ernstiger. 

Veilig medicijnen testen

Dit onderzoek laat zien wat er onder welke omstandigheden misgaat in de hartspier bij erfelijke DNA-afwijkingen. Deze kennis helpt om dragers beter te informeren over hun risico en hen gerichter te volgen. De mini-hartspiermodellen bieden bovendien een veilige manier om medicijnen te testen die vroeg kunnen ingrijpen. De onderzoekers delen de opgedane kennis en modellen met nationale en internationale partners. Op die manier kunnen ze snel bijdragen aan het eerder opsporen én beter en persoonlijker behandelen van mensen met erfelijke hartspierziekten. 

Duizenden patiënten

Hartfalen door een stijve hartspier (ook wel HFpEF genoemd) is een snelgroeiende en vaak onbegrepen vorm van hartfalen. Wereldwijd hebben meer dan 64 miljoen mensen deze aandoening. Ook in Nederland kampen duizenden patiënten ermee. Hun hart knijpt nog goed samen, maar kan zich niet goed ontspannen. Daardoor vult het hart zich minder goed met bloed en pompt het niet genoeg bloed het lichaam rond. Dat zorgt voor klachten zoals benauwdheid en een erg slechte conditie, waardoor zelfs gewone dagelijkse activiteiten erg zwaar kunnen worden. Vaak belanden patiënten herhaaldelijk in het ziekenhuis. 

Verstoringen in het hart

De oorzaken verschillen sterk per persoon. Hoge bloeddruk, diabetes of overgewicht kunnen een rol spelen, maar niet bij iedereen. Omdat de onderliggende problemen zo uiteenlopen, werkt één standaardbehandeling meestal niet goed. Artsen kunnen vaak niet precies zien wat er in het hart misgaat en welke behandeling echt helpt. 

Om dit beter te begrijpen ontwikkelen onderzoekers Van Osta en Taha een digitale kopie van het hart.

Deze persoonlijke computersimulatie maken zij op basis van echobeelden van de patiënt, zowel in rust als tijdens inspanning. Dat is belangrijk, omdat de klachten vooral naar voren komen wanneer het hart harder moet werken. De digitale kopie laat zien welke verstoringen in het hart verantwoordelijk zijn voor de klachten van een specifieke patiënt. 

Persoonlijk behandelplan

Met deze aanpak kunnen de onderzoekers mogelijke behandelingen eerst testen op het digitale hart, vóórdat een patiënt ze krijgt. Zo wordt duidelijk welke behandeling het meeste kans van slagen heeft. De technologie helpt bovendien om de hartvullingsdruk betrouwbaar in te schatten. Deze belangrijke waarde was tot nu toe alleen nauwkeurig te meten via een belastende hartkatheterisatie. 

Op termijn kan de digitale kopie ook worden gebruikt om het beloop van de ziekte te volgen en het behandelplan steeds verder te verfijnen. Zo brengen Van Osta en Taha betere, persoonlijkere zorg voor mensen met een stijve hartspier een belangrijke stap dichterbij.

Steunhart

In Nederland hebben 246.000 mensen hartfalen. Hun hart pompt het bloed niet goed genoeg rond. Een klein deel van deze mensen heeft zo ernstig hartfalen dat een harttransplantatie of een steunhart nog de enige opties zijn. Een steunhart is een mechanische pomp die tijdens een operatie wordt geplaatst en de linkerhartkamer helpt om genoeg bloed door het lichaam te pompen. 

Grotere kans op overlijden

Hoewel mensen langer kunnen leven met een steunhart, ontstaat er bij drie tot vier op de tien patiënten een groot probleem. De rechterhartkamer krijgt plotseling veel meer bloed te verwerken, raakt overbelast en kan gaan falen. Dit leidt tot vochtophoping, problemen met lever en nieren, langere IC-opnames en een grotere kans op overlijden.

Artsen vinden het nog lastig om vroeg te herkennen wie risico loopt. Belangrijke aanwijzingen, zoals ontstekingsstoffen in het bloed en subtiele veranderingen in de hartfunctie, worden nu niet standaard gemeten. Opvallend is dat vrouwen minder vaak een steunhart krijgen, maar wél vaker rechterhartfalen ontwikkelen. Hoe dat komt, is nog onbekend. 

Betere voorspelling

Onderzoekers Elias en Van Wezenbeek gaan onderzoeken hoe rechterhartfalen precies ontstaat en welke rol ontsteking daarbij speelt. Ze combineren bloedonderzoek met metingen van de rechterkamer vóór, tijdens en na de operatie. Zo willen ze een risicomodel ontwikkelen dat beter voorspelt welke patiënten kwetsbaar zijn, voor mannen en vrouwen afzonderlijk. 

Daarnaast testen ze twee nieuwe behandelingen die direct toepasbaar zijn in de kliniek. Tijdens de operatie wordt een filter gebruikt dat ontstekingsstoffen uit het bloed verwijdert. Na de operatie kan zenuwstimulatie via het oor de natuurlijke ontstekingsremming activeren. 

Ernstige complicatie verminderen

Met dit onderzoek kunnen artsen eerder zien wie risico loopt en sneller ingrijpen met extra zorg of aanpassing van de behandeling. Als de nieuwe therapieën werken, kunnen ze direct worden ingezet om deze ernstige complicatie te verminderen. De inzichten zijn bovendien waardevol voor andere aandoeningen waarbij de rechterkamer onder druk staat, zoals bij hartfalen door een stijve hartspier of pulmonale hypertensie. Hiermee zetten de onderzoekers een belangrijke stap richting veiligere zorg voor mensen met ernstig hartfalen.