Hoe kan beschadigd hartweefsel na een hartinfarct het beste worden behandeld met vervangende spiercellen? Een onderzoeksteam onder supervisie van de Universiteit van Bonn rapporteert een innovatieve methode:spiervervangende cellen die de functie van het beschadigde weefsel overnemen, worden geladen met magnetische nanodeeltjes. Deze met nanodeeltjes beladen cellen worden vervolgens in de beschadigde hartspier geïnjecteerd en op hun plaats gehouden door een magneet. waardoor de cellen beter op het bestaande weefsel kunnen enten. Met behulp van een muismodel, de wetenschappers laten zien dat dit leidt tot een significante verbetering van de hartfunctie. De resultaten worden online gepubliceerd in Biomaterialen .

Tijdens een hartaanval, stolsels leiden meestal tot aanhoudende problemen met de bloedsomloop in delen van de hartspier, waardoor hartspiercellen afsterven. Er zijn pogingen gedaan om het beschadigde hartweefsel te revitaliseren met vervangende cellen, hoewel niemand succesvol was. "De meeste cellen worden tijdens de injectie uit het punctiekanaal geduwd door de pompende werking van het kloppende hart, " legt Prof. Dr. Wilhelm Röll van de afdeling Hartchirurgie van het Universitair Ziekenhuis Bonn uit. er zijn nog maar een paar reservecellen in de hartspier, wat betekent dat reparatie beperkt is.

Met een interdisciplinair team Prof. Röll testte een innovatieve aanpak om ervoor te zorgen dat de geïnjecteerde vervangende cellen op de gewenste locatie blijven en op het hartweefsel worden getransplanteerd. De experimenten werden uitgevoerd op muizen die eerder een hartaanval hadden gehad. Om de hartspiervervanging beter te kunnen volgen, de onderzoekers gebruikten cellen die EGFP tot expressie brengen, verkregen uit foetale muisharten of muisstamcellen. Deze fluorescerende spiercellen werden geladen met kleine magnetische nanodeeltjes en via een fijne canule in het beschadigde hartweefsel van de muizen geïnjecteerd.

Bij sommige knaagdieren die op deze manier werden behandeld, een magneet geplaatst op een afstand van enkele millimeters van het oppervlak van het hart zorgde ervoor dat een groot deel van de met nanodeeltjes beladen vervangingscellen op de gewenste locatie bleef. "Zonder magneet ongeveer een kwart van de toegevoegde cellen bleef in het hartweefsel; met een magneet, ongeveer 60 procent van hen bleef op zijn plaats, " meldt Dr. Annika Ottersbach. Tien minuten onder het magnetische veld waren voldoende om een ​​aanzienlijk deel van de met nanodeeltjes beladen spiercellen op de doellocatie te houden. Zelfs dagen na de procedure, de geïnjecteerde cellen bleven op hun plaats en hechtten zich geleidelijk aan aan het bestaande weefsel.

"Dit is verrassend, vooral omdat het infarctweefsel relatief onderbevoorraad is als gevolg van slechte perfusie, " zegt prof. Röll. Onder invloed van de magneet, de vervanging stierven minder spiercellen, beter geënt en meer vermenigvuldigd. De onderzoekers onderzochten de redenen voor de verbeterde groei, vonden dat deze geïmplanteerde hartspiercellen dichter opeengepakt waren en beter konden overleven dankzij de intensievere cel-cel interactie. Bovendien, de genactiviteit van veel overlevingsfuncties, zoals voor cellulaire ademhaling, hoger was dan zonder magneet in deze vervangende cellen.

De onderzoekers toonden ook aan dat de hartfunctie significant verbeterde bij muizen die werden behandeld met spiercellen van nanodeeltjes in combinatie met een magneet. "Na twee weken, zeven keer zoveel vervangende spiercellen overleefden, en na twee maanden, vier keer zoveel in vergelijking met conventionele implantatietechnologie, " meldt prof. Röll. Gezien de levensduur van muizen van maximaal twee jaar, dit is een verrassend blijvend effect.