Een ontnuchterende conclusie: Geen stamcellen in het volwassen hart

Tijdens een hartinfarct wordt de bloedtoevoer naar een deel van de hartspier onderbroken. Als gevolg daarvan sterft een deel van de hartspier af. Omdat het hart als pomp de bloedsomloop naar alle delen van het lichaam onderhoudt, is dit een levensbedreigende situatie.

De meeste organen in mens en dier bevatten stamcellen die in actie komen bij weefselschade: ze vormen grote aantallen nieuwe ‘dochtercellen’ om de verloren cellen te vervangen. Al twee decennia lang zoeken wetenschappers en clinici naar de stamcellen van het hart, cellen die zich in de hartspier zouden bevinden en nieuwe hartspiercellen kunnen aanmaken na een hartaanval. De ontdekking van een ‘hartstamcel’ is in het verleden meermalen geclaimd, maar deze claims zijn tot nu toe niet overeind gebleven. Zie bijvoorbeeld het volgende recente persbericht: “US governments halts heart stem-cell study”Het bestaan van stamcellen in het hart blijft daarom een onderwerp van intense discussie in de cardiologie.

Om duidelijkheid te scheppen in deze kwestie, hebben onderzoekers van twee groepen van het Hubrecht Instituut (KNAW) in Utrecht, namelijk de groep van Hans Clevers en de groep van Eva van Rooij, het Amsterdam Universitair Medisch Centrum, het École Normale Supérieure (ENS) de Lyon en het Francis Crick Institute te London de handen ineengeslagen. Het onderzoek heeft zich gericht op de breedste en meest directe definitie van stamcel-functie: het vermogen van een cel om verloren weefsel te vervangen door middel van celdeling. In het hart betekent dit dat elke cel die na een hartaanval nieuwe hartspiercellen kan maken, de titel “hartstamcel” verdient. De auteurs hebben ‘cel-voor-cel’ een atlas van alle delende cellen in het hart gegenereerd, voor en na een myocardinfarct. Hierbij is gebruik gemaakt van de meest geavanceerde moleculaire en genetische technologieën.

De onderzoekers ontdekten dat meerdere celtypen zich gaan delen na schade aan het hart. Echter, geen van deze delende cellen heeft de capaciteit om nieuwe hartspiercellen te maken. Het blijkt nu waarom onderzoekers eerder op het verkeerde been zijn gezet: cellen die het stempel “hartstamcel” kregen, blijken bloedvaten of immuuncellen te maken, maar nooit hartspiercellen. De onderzoekers komen tot de ontnuchterende conclusie dat de “hartstamcel” niet bestaat. Met andere woorden, verloren spiercellen worden na een hartaanval niet vervangen. Deze bevinding, hoewel teleurstellend, maakt een einde aan de langdurige controverse.

De auteurs doen een belangrijke tweede observatie. Bindweefselcellen die zich tussen de hartspiercellen bevinden reageren krachtig op een hartinfarct en ondergaan meerdere celdelingen. Dit resulteert in de productie van littekenweefsel op de plaats van de beschadigde hartspier. Alhoewel dit littekenweefsel geen spiercellen bevat en niet bijdraagt aan de pompfunctie van het hart, houdt het de afstervende hartspier wel intact. Als de vorming van het littekenweefsel experimenteel wordt geremd, ontstaat een dodelijke scheur in de hartwand (acute hartruptuur). Hoewel de vorming van littekenweefsel vaak wordt gezien als negatieve uitkomst van een hartinfarct, benadrukken de auteurs het belang van het litteken in het behoud van de integriteit van het hart.

Profiling proliferative cells and their progeny in damaged murine hearts
Kai Kretzschmar*, Yorick Post* (* = gelijke bijdrage), Marie Bannier-Hélaouët, Andrea Mattiotti, Jarno Drost, Onur Basak, Vivian S. W. Li, Maaike van den Born, Quinn D. Gunst, Danielle Versteeg, Lieneke Kooijman, Stefan van der Elst, Johan H. van Es, Eva van Rooij, Maurice J. B. van den Hoff, and Hans Clevers (2018). Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS)