Nieuwsbrief

Blijf wekelijks op de hoogte van het beste uit De Kennis van Nu en het laatste nieuws!

Na een hartinfarct is de opname van zuurstof door het hart vaak niet meer optimaal. De kans op een tweede infarct is hierdoor groot. Met zuurstofproducerende bacteriën proberen onderzoekers nu schade na zo’n infarct te voorkomen.

Hartcellen zijn kwetsbaar omdat zij amper herstellen na een hartinfarct. Door zuurstoftekort bij een infarct sterven er cellen af en ontstaat er littekenweefsel. Hierdoor blijft het hart altijd zwakker dan voorheen en is het ook vatbaarder voor een tweede infarct.

Daarnaast is de zuurstofopname van het hart vaak minder dan eerst. Onderzoekers van Stanford University School of Medicine hebben ontdekt dat ze met de Synechococcus elongates-bacterie het hart enigszins gezond kunnen houden na zo’n infarct.

Via fotosynthese zuurstof naar het hart

De eencellige Synechococcus elongates-bacterie doet aan fotosynthese. Hij gebruikt licht als energiebron om water en CO2 om te zetten in zuurstof en glucose. Bij een hart dat te weinig zuurstof krijgt via het bloed zou dit dus een interessante oplossing kunnen zijn.

Voor er met licht geëxperimenteerd kon worden injecteerden de onderzoekers de bacterie eerst in hartcellen van verschillende testdieren om te kijken of de bacterie geen ongewenste bijwerkingen zou veroorzaken en of de bacterie überhaupt zou overleven. De bacterie leverde geen problemen op en werd niet afgestoten door het lichaam. Ook bleek na 24 uur de bacterie weer volledig te zijn verdwenen uit de cellen.

Hierna injecteerden ze de bacterie in hartcellen van een rat om te testen of de bacteriën daadwerkelijk zuurstof konden leveren aan de hartcellen. Dit werd gedaan door het hart bloot te leggen met een incisie, zodat de onderzoekers licht op het hart konden schijnen. Eerst werd er getest in het donker, maar dit leverde geen extra zuurstof op. Vervolgens werd het zuurstofgehalte gemeten in een verlichte ruimte. De onderzoekers maten na 20 minuten 25 keer zoveel zuurstof als zonder licht.

Hartcellen gebruiken zuurstof voor celademhaling

Om te kijken of de hartcellen ook echt de zuurstof opnamen werden infraroodopnames gemaakt van het hart. Als cellen zuurstof opnemen, neemt de temperatuur toe vanwege ‘celverbranding’, of ‘celademhaling’. De opgenomen zuurstof wordt dan door de cel gebruikt om glucose te verbranden, waardoor energie wordt geproduceerd.

Op de infraroodopnames, die voorbij komen in bovenstaand filmpje, is goed te zien dat delen in de hartspier opwarmen. De geproduceerde zuurstof wordt dus ook echt opgenomen en gebruikt door de hartcellen.

Uit verschillende proeven met een gesimuleerd hartinfarct bleek dat, als de bacteriën snel werden toegediend en een lichtbehandeling kregen, het hart goed bleef werken en de schade aan de cellen beperkt bleef. Het zou, volgens de onderzoekers, een doorbraak kunnen zijn op het gebied van hartziektebehandeling.

Wel zetten ze een kanttekening bij het gebruik van licht. De bacteriën werken tot nu toe alleen als er licht op ze schijnt door het hart bloot te leggen. Maar dit is, zoals je je wel kunt voorstellen, wat onpraktisch.

Er wordt daarom nu gekeken naar het gebruik van een tweede soort bacterie. Deze bacterie kan infrarood licht absorberen dat niet wordt tegengehouden door de huid. Via een ingewikkeld proces zouden deze bacteriën energie kunnen leveren aan de eerdergenoemde Synechococcus elongates-bacterie. Het kan dus nog wel even duren voordat deze behandeling ook echt toegepast kan worden.

Bron: Jeffrey E. Cohen et al, Science Advances 2017, June 2017