Nieuw medicijn beperkt de schade aan de hartspier door een hartaanval
Een experimenteel medicijn is veelbelovend gebleken bij het beperken van de schade die een hartaanval aan het hart kan toebrengen. Het richt zich op een eiwit dat een centrale rol speelt bij de dood van hartspiercellen.
Tests op muizen hebben aangetoond dat het medicijn hartletsel door een hartaanval aanzienlijk kan verminderen.
Het medicijn met kleine moleculen blokkeert het eiwit MAP4K4, dat de oxidatieve stresssignalen doorgeeft die de dood van hartspiercellen en weefselbeschadiging veroorzaken.
"Er zijn geen bestaande therapieën", zegt hoofdonderzoeker Dr. Michael D. Schneider van Imperial College London in het Verenigd Koninkrijk, "die het probleem van spierceldood rechtstreeks aanpakken, en dit zou een revolutie zijn in de behandeling van hartaanvallen. . "
Schneider en het team rapporteren hun bevindingen in een paper dat nu in het tijdschrift verschijnt Cel Stamcel.
Daar beschrijven ze ook hoe ze hartweefsel groeiden uit menselijke stamcellen en een manier ontwikkelden om een 'hartaanval in een schaal' te modelleren om het medicijn te testen.
Hartaanval en hartfalen
Hartaanval is de algemene naam voor een hartinfarct, wat de dood van hartspierweefsel betekent door een gebrek aan zuurstof en voedingsstoffen. Het treedt op wanneer een stolsel een van de slagaders blokkeert die voedings- en zuurstofrijk bloed naar het hart brengen.
Als ze niet genoeg zuurstof en voedingsstoffen krijgen, raken de hartcellen gestrest, genereren ze stresssignalen en gaan ze uiteindelijk dood.
Verlies van cellen beschadigt de hartspier, waardoor het hart minder efficiënt pompt. Dit leidt tot hartfalen, een aandoening waarbij het hart niet genoeg bloed kan rondpompen om aan de behoeften van het lichaam te voldoen.
Volgens de Centers for Disease Control and Prevention (CDC) hebben ongeveer 5,7 miljoen volwassenen in de Verenigde Staten hartfalen.
Mensen met hartfalen worstelen met alledaagse activiteiten en raken snel buiten adem. Ze voelen zich bijna altijd zwak en moe en hebben moeite met ademhalen als ze gaan liggen. Andere symptomen zijn onder meer gewichtstoename en zwelling in de voeten, enkels, benen en buik.
Dankzij behandelingen zoals medicijnen die bloedstolsels afbreken en stents die slagaders open houden, overleeft een toenemend aantal mensen hartaanvallen. Dit betekent dat het aantal mensen met hartfalen ook toeneemt.
Het verminderen van celdood door oxidatieve stress
De stresssignalen die een hartaanval in de hartspier induceert, treden ook op na herstel van de bloedstroom.
Dus hoewel het cruciaal is om de bloedstroom te herstellen na een hartaanval, is het ook nodig om behandelingen toe te voegen die deze "reperfusieletsel" beperken. Wetenschappers zijn al enige tijd op zoek naar dergelijke behandelingen.
Dr.Schneider en zijn team zijn de eersten die de rol van MAP4K4 ontdekken in het proces waardoor een hartaanval, door oxidatieve stress op te wekken, hartspiercellen doodt.
In hun onderzoek toonden ze aan dat MAP4K4 actief is in hartweefsel van mensen met hartfalen, maar ook bij muizen na een hartinfarct.
Vervolgens bedachten ze een aantal 'zeer selectieve' blokkers van MAP4K4 met kleine moleculen en toonden aan dat het gebruik ervan de menselijke hartspiercellen effectief kan beschermen tegen 'dodelijk experimenteel letsel'.
Ze gebruikten chemicaliën om oxidatieve stress op te wekken in hartcellen en menselijk hartspierweefsel dat ze hadden gekweekt uit door mensen geïnduceerde pluripotente stamcellen.
Het team observeerde hoe oxidatieve stress MAP4K4 activeerde en hoe het verhogen van het eiwitgehalte ook de hartspiercellen gevoeliger maakte. Door het eiwit te blokkeren, werden de cellen daarentegen beschermd tegen door stress veroorzaakte dood.
De eerste om het medicijn op menselijke cellen te testen
Na de celexperimenten selecteerden de wetenschappers één kandidaat-klein molecuul en namen dit mee "naar verdere proof-of-concept-onderzoeken bij muizen."
Het team ontdekte dat het toedienen van het medicijn aan muizen 1 uur nadat de bloedtoevoer naar het hart was hersteld, de reperfusieletsel "met meer dan 50 procent" verminderde.
De onderzoekers hopen dat hun bevindingen zullen leiden tot een injectie die artsen kunnen geven aan mensen die op het punt staan ballonangioplastiek te ondergaan om een geblokkeerde slagader te openen na een hartaanval.
Een andere mogelijkheid is dat een dergelijk medicijn ook kan helpen de schade aan de hartspier door hartaanvallen te beperken in gebieden waar geen snelle toegang is tot behandelingen die de bloedstroom herstellen.
Het team is van mening dat, omdat ze het medicijn hebben getest in een model dat ze hadden ontwikkeld met behulp van menselijke stamcellen, het een goede kans van slagen zou moeten hebben in klinische proeven bij mensen.
“Een van de redenen waarom veel medicijnen voor het hart niet in klinische onderzoeken zijn geslaagd, kan zijn dat ze niet vóór de kliniek in menselijke cellen zijn getest. Door zowel menselijke cellen als dieren te gebruiken, hebben we meer vertrouwen in de moleculen die we ontwikkelen. "
Dr. Michael D. Schneider
