Onderzoek naar verborgen mechanismen achter hartritmestoornissen en hartfalen

Hart- en vaatziekten zijn wereldwijd de belangrijkste doodsoorzaak. Twee aandoeningen die steeds vaker voorkomen, zijn boezemfibrilleren, de meest voorkomende  hartritmestoornis, en een vorm van hartfalen waarbij de pompkracht van het hart behouden blijft (HFpEF). Beide aandoeningen komen vooral voor bij ouderen en mensen met stofwisselingsproblemen, zoals diabetes en overgewicht. Ondanks de grote impact op de gezondheid zijn de behandelmogelijkheden nog beperkt.

Hoewel boezemfibrilleren en HFpEF vaak samen voorkomen, is nog onvoldoende bekend welke biologische processen beide aandoeningen met elkaar verbinden. Met nieuw onderzoek wil dr. Deli Zhang daarin verandering. Zhang is universitair hoofddocent bij de leerstoelgroep Fysiologie van mens en dier aan Wageningen University & Research. “Mijn onderzoek richt zich op een mechanisme in de hartspiercellen dat mogelijk bij beide ziekten een belangrijke rol speelt”, vertelt Zhang. NWO kende aan de onderzoekster een VIDI-beurs toe, een talentenprogramma speciaal bedoeld voor jonge onderzoekers die een volgende stap in hun carrière zetten. Met de beurs is een bedrag gemoeid van 850.000 euro.

Centraal in Zhang haar onderzoek staan mitochondriën, de onderdelen van cellen die energie produceren. Mitochondriën werken nauw samen met andere onderdelen van de cel. Via kleine contactpunten wisselen zij signalen en stoffen uit die nodig zijn om de hartspier goed te laten functioneren.

Deze contactpunten, ook wel mitochondrial–organelle contacts (MOCs) genoemd, spelen onder meer een rol bij de verwerking van vetten, de regulatie van calcium en het beschermen van cellen tegen schadelijke stoffen. Hoe deze samenwerking precies bijdraagt aan een gezond hart en wat er gebeurt wanneer de contactpunten verstoord raken, is nog grotendeels onbekend. “Het vermoeden bestaat dat verstoringen in deze contactpunten de vetstofwisseling en werking van hartspiercellen ontregelen. Dit zou kunnen bijdragen aan het ontstaan van zowel boezemfibrilleren als hartfalen, vooral bij veroudering en stofwisselingsproblemen”, legt Zhang uit.

Met verschillende geavanceerde onderzoekstechnieken wil Zhang in kaart brengen welke eiwitten verantwoordelijk zijn voor de contacten tussen mitochondriën en andere celonderdelen. Vervolgens wordt gekeken naar wat er gebeurt wanneer deze contacten worden verstoord en of het behouden van contact kan helpen om hartproblemen te voorkomen.

Voor het doen van dit onderzoek wordt gebruik gemaakt van een combinatie van onderzoek aan cellen en drie experimentele modellen voor analyses van menselijk weefsel. “Op deze manier hopen we vast te stellen verstoringen in de contactpunten daadwerkelijk bijdragen aan het ontstaan van hartziekten.”

Een belangrijk onderdeel van het onderzoek is de aandacht voor verschillen tussen mannen en vrouwen. Veel bestaand onderzoek naar hartziekten is voornamelijk uitgevoerd bij mannen, terwijl de onderliggende ziekteprocessen en het verloop van hartziekten tussen de seksen kunnen verschillen. “Door deze verschillen vanaf het begin mee te nemen, hopen we beter te begrijpen welke mechanismen voor beide seksen gelden en waar verschillen optreden.”

Het onderzoek van Zhang moet meer inzicht geven in de processen die boezemfibrilleren en hartfalen veroorzaken. Als blijkt dat de contacten tussen mitochondriën en andere celonderdelen inderdaad een belangrijke rol spelen, kunnen deze een nieuw aangrijpingspunt vormen voor de ontwikkeling van behandelingen. “Daarmee kan dit onderzoek op langere termijn bijdragen aan gerichtere strategieën om hartziekten te voorkomen en te behandelen”, besluit Zhang.