Wat een exotische vis kan doen voor de gezondheid van het menselijk hart
Mensen met hartfalen ervaren hartcelverlies dat de hartspier zodanig kan beschadigen dat ze een transplantatie nodig hebben. Een exotische vissoort, de tetravis, heeft het verbazingwekkende vermogen om zijn eigen hart te herstellen. Kunnen we dit mechanisme toepassen om menselijke harten te genezen?
De tetravis is een soort zoetwatervis afkomstig uit regio's van Zuid-Amerika en Zuid-Noord-Amerika. Veel tetra-soorten zijn populair bij aquariumbezitters vanwege hun unieke kleur en het feit dat ze redelijk gemakkelijk te houden zijn.
Een nieuwe studie suggereert dat ze nu ook populair zijn bij onderzoekers, zij het om een heel andere reden. De meeste soorten tetravissen kunnen hun eigen hart genezen na hartschade.
Dr. Mathilda Mommersteeg, universitair hoofddocent aan de Universiteit van Oxford in het Verenigd Koninkrijk, leidde onlangs een team van onderzoekers die probeerden te begrijpen hoe tetravissen hartweefsel kunnen regenereren.
Het team keek naar twee verschillende ondersoorten van tetravissen, Astyanax mexicanus, die inheems zijn in Mexico. Een van deze ondersoorten leeft in rivieren, is prachtig gekleurd en kan zijn eigen hart genezen.
Vissen die behoren tot de andere ondersoort, bekend als de "blinde grottetra", bevolken de wateren van de Pachón-grot in Mexico. Deze vissen hebben niet alleen hun kleur en hun gezichtsvermogen verloren, die hen geen van beiden dienen in de duisternis van de grot, maar ze hebben niet langer het vermogen om hartweefsel te regenereren.
In een recente studie heeft het team van Dr. Mommersteeg de genetische profielen van de twee soorten tetravissen vergeleken om te begrijpen welke genetische kenmerken verantwoordelijk kunnen zijn voor het zelfgenezend vermogen.
De bevindingen van de studie, die de British Heart Foundation ondersteunde, verschijnen in het tijdschrift Celrapporten.
Het gen dat hartherstel stimuleert
Het team van Dr. Mommersteeg analyseerde en vergeleek de genetische profielen van beide vissoorten. Daarbij identificeerden ze drie gebieden op hun genomen die relevant waren voor het vermogen om beschadigd hartweefsel te regenereren.
Door deze genetische gebieden verder te analyseren, konden de onderzoekers ook de genen identificeren die het belangrijkst waren voor hartregeneratie.
Toen ze de activiteit van deze genen in de riviertetra en de blinde grottetra na hartbeschadiging vergeleken, zagen de wetenschappers dat twee genen, lrrc10 en caveolin, had de activiteit alleen in de riviertetra verhoogd.
“Tot nu toe was het een echte uitdaging om hartschade en herstel bij vissen te vergelijken met wat we bij mensen zien. Maar door riviervissen en grotvissen naast elkaar te bekijken, zijn we in staat geweest om de genen die verantwoordelijk zijn voor hartregeneratie uit elkaar te halen ”, zegt dr. Mommersteeg.
Eerder onderzoek bij muizen heeft dat aangetoond lrrc10 is gekoppeld aan een hartaandoening die gedilateerde cardiomyopathie wordt genoemd, waarbij het hart buitensporig vergroot wordt en niet langer in staat is om het bloed naar behoren te pompen. De resultaten van verdere studies hebben dat gesuggereerd lrrc10 speelt een sleutelrol bij samentrekking en expansie van hartcellen.
Om te bevestigen dat dit gen ook betrokken is bij de regeneratie van beschadigd hartweefsel, wendden de onderzoekers achter de huidige studie zich tot de zebravis, een andere zoetwatersoort die populair is onder aquarianen. Net als de tetravis hebben zebravissen ook het vermogen om indien nodig hartweefsel te regenereren.
Nieuwe hoop voor toekomstige behandelingen
In het tweede deel van hun onderzoek blokkeerden de onderzoekers lrrc10 genexpressie bij zebravissen. Deze dieren konden hartschade niet effectief herstellen. Dit, zeggen de onderzoekers, geeft dat aan lrrc10 is inderdaad verantwoordelijk voor de regeneratie van het hart.
"Het is nog maar net begonnen, maar we zijn ongelooflijk enthousiast over deze opmerkelijke vissen en het potentieel om de levens van mensen met een beschadigd hart te veranderen", merkt Dr. Mommersteeg op.
In de toekomst hoopt het onderzoeksteam meer te weten te komen over de mechanismen achter het vermogen om beschadigd hartweefsel te genezen. Deze kennis willen ze gebruiken om hartweefsel te herstellen bij mensen die problemen hebben met dit orgaan, zoals hartfalen.
Hartfalen treedt vaak op als gevolg van een hartaanval, waarbij de hartspier beschadigd raakt en geleidelijk cellen verliest, die door littekenweefsel worden vervangen. Door dit proces kan het hart niet meer correct functioneren, en als gevolg daarvan hebben veel mensen met ernstig hartfalen een harttransplantatie nodig.
Als tetravissen ons echter kunnen leren hoe we het hart kunnen genezen, kunnen transplantaties in de toekomst minder noodzakelijk worden.
"Deze opmerkelijke bevindingen laten zien hoeveel er nog te leren valt van het rijke tapijtwerk van de natuurlijke wereld", zegt prof. Metin Avkiran, een associate medical director bij de British Heart Foundation.
"Het is bijzonder interessant dat het vermogen van de riviervis om zijn hart te regenereren kan voortkomen uit het vermogen om littekenvorming te onderdrukken. We moeten nu bepalen of we soortgelijke mechanismen kunnen gebruiken om beschadigde menselijke harten te herstellen. "
Prof.Metin Avkiran
“De overlevingskansen voor hartfalen zijn de afgelopen 20 jaar nauwelijks veranderd, en de levensverwachting is slechter dan bij veel kankers. Doorbraken zijn hard nodig om de verwoesting die door deze vreselijke toestand wordt veroorzaakt, te verzachten ”, voegt hij eraan toe.
