Nieuw hartmodel moet onderzoek naar hartziekten verder helpen

Onderzoekers werken binnen het HealthTech Nexus aan een model waarmee de ontwikkeling van het menselijke hart beter kan worden onderzocht. Ze doen dit onder de naam HeartEngine. Daarvoor gebruiken zij menselijke stamcellen om hartweefsel te maken dat verschillende fasen van de hartontwikkeling nabootst. Het model moet inzicht geven in de ontwikkeling van het hart en in het ontstaan van hart- en vaatziekten. Ook kan het worden gebruikt om de effecten van nieuwe behandelingen te onderzoeken.

Binnen HeartEngine wordt onderzocht hoe hartweefsel uit menselijke stamcellen kan worden ontwikkeld tot een model dat kenmerken van verschillende ontwikkelingsfasen van het hart vertoont. Daarmee willen onderzoekers processen die normaal gesproken tijdens de ontwikkeling van het hart plaatsvinden, in het laboratorium bestuderen. Het model kan daarnaast worden ingezet bij onderzoek naar hart- en vaatziekten.

Voorspellen van effecten

Een van de vragen binnen het project is of het mogelijk is om met dergelijke modellen beter te voorspellen wat het effect van nieuwe behandelingen op menselijk hartweefsel zal zijn. Daarmee richt het onderzoek zich niet alleen op het begrijpen van de hartontwikkeling, maar ook op de toepasbaarheid van menselijke modellen bij de ontwikkeling en beoordeling van therapieën.

Robert Passier, hoogleraar Applied Stem Cell Technologies aan de Universiteit Twente vertelt dat de microcapsules daarbij een belangrijke rol spelen. Ze zorgen ervoor dat de stamcellen gecontroleerd en op een uniforme manier kunnen groeien. Zo ontstaat volgens Passier een omgeving die de onderzoekers in staat stelt om de ontwikkeling van een menselijk hart zo goed mogelijk na te bootsen.

Binnen HeartEngine komen verschillende onderzoeksgebieden samen, van ontwikkelingsbiologie en stamcelonderzoek tot tissue engineering en computationele modellering. Die combinatie maakt het mogelijk om stap voor stap te ontrafelen hoe cellen en genen samenwerken tijdens de ontwikkeling van het hart. De onderzoekers werken met menselijke stamcellen die ze laten uitgroeien tot hartweefsel. Vervolgens kijken ze welke genen tijdens dat proces actief worden.

Manier waarop cellen zich organiseren

Zo krijgen ze meer inzicht in de manier waarop cellen zich organiseren en hoe genetische processen de ontwikkeling van het hart sturen, legt Gert Jan Veenstra, hoogleraar Moleculaire Ontwikkelingsbiologie aan het Radboud Institute for Molecular Life Sciences, uit. De kennis die dit oplevert is niet alleen van belang om beter te begrijpen hoe het hart ontstaat. Op termijn kan HeartEngine ook helpen bij het ontwikkelen en testen van nieuwe behandelingen voor hartziekten.

Een belangrijk doel van HeartEngine is om modellen te ontwikkelen waarmee kan worden onderzocht hoe menselijk hartweefsel reageert op bestaande en nieuwe medicijnen. Omdat daarbij menselijk weefsel wordt gebruikt, kan de aanpak op termijn bovendien helpen om het aantal dierproeven terug te dringen. De onderzoekers zien juist de combinatie van verschillende disciplines als een belangrijke kracht van het project. Door kennis en expertise samen te brengen, willen ze steeds betere modellen ontwikkelen die uiteindelijk kunnen bijdragen aan nieuwe oplossingen voor hart- en vaatziekten.

HealthTech Nexus

HeartEngine maakt deel uit van HealthTech Nexus, de strategische samenwerking tussen het Radboudumc en de Universiteit Twente op het gebied van zorginnovatie. De samenwerking werd in mei 2024 aangekondigd, met als doel nieuwe technologieën te ontwikkelen voor zorgvragen waarvoor nog geen goede oplossingen bestaan. Van microbots in bloedvaten tot organen op een chip: technologie en gezondheidszorg komen daarbij steeds dichter bij elkaar.