LUMC onderzoeker dr. Daniël Pijnappels gaat onderzoeken hoe het hart zelf hartritmestoornissen kan herkennen én stoppen. Voor dit onderzoek heeft hij een Europese ERC Starting Grant van 1,5 miljoen euro ontvangen.

“Het hart mist een robuust regelsysteem om een hartritmestoornis te corrigeren”, zegt Pijnappels, hoofd van het Laboratorium voor Experimentele Cardiologie, onderdeel van de afdeling Hartziekten. Met zijn team wil hij nu zo’n biologisch systeem gaan ontwikkelen om dit in te bouwen in het hart. Het idee is om een eiwit te maken dat het merkt als het hart op hol slaat en vervolgens – en alleen dan – een elektrisch stroompje opwekt dat het hart weer in het gareel brengt. Een virus zou het gen dat voor het eiwit codeert in de hartspiercellen moeten inbrengen. Pijnappels: “Het hart zélf is dan de bron van therapie.”

Ritmestoornis
Hartspiercellen worden geactiveerd door een elektrische prikkel die zich over het hart voortplant. Hapert die prikkel of de voortplanting, dan kunnen de cellen zich snel en ongecoördineerd gaan samentrekken. In het ergste geval fibrilleert (trilt) het hart en is het niet meer in staat om bloed rond te pompen. Dan kan een levensgevaarlijke situatie ontstaan.

Stroomstoot
Iemand met kamerfibrilleren kan gered worden als een ander het opmerkt en een AED (Automatische Externe Defibrillator) ter beschikking heeft. Veel patiënten met hoog risico op kamerfibrilleren dragen een ICD (Implanteerbare Cardioverter Defibrillator), een metalen apparaatjedat een ritmestoornis opmerkt en zo nodig in actie komt. “Het hart krijgt dan van buitenaf een enorme stroomstoot toegediend”, zegt Pijnappels. “Dat redt levens, maarblijkt voor veel ICD-dragers een pijnlijke en traumatische ervaring te zijn.”

Niet traumatisch
Hij noemt zijn idee de Biologically-Integrated Cardiac Defibrillator (Bio-ICD). Hartspiercellen met het ingebouwde corrigerende eiwit zullen zelf de stroom laten produceren die nodig is om de ritmestoornis te stoppen. Uit onderzoek van zijn huidige Vidi-project weet hij al dat de cellen een stroom kunnen opwekken die voldoende sterk is. “De therapeutische stroom komt dan van binnenuit. Een groot voordeelzou zijn dat het niet pijnlijk is en volledig biologisch, er komt geen pil, elektrode of software aan te pas.”

Doorbraak
Met de beurs van de European Research Council kan hij zes medewerkers aanstellen om het beoogde onderzoek uit te voeren. Dat gebeurt eerst virtueel in wiskundige modellen en daarna in het echt in het laboratorium. Het huidige team, dat dus flink zal groeien, kan al de nodige kennis op het gebied van biologie, wiskunde, engineering en geneeskunde samenbrengen. Desondanks is er een reële kans dat het niet lukt en hij wil dan ook geen valse hoop geven. “Maar lukt het wel, dan zou dat een fundamentele doorbraak in de behandeling van hartritmestoornissen kunnen betekenen. Het kan in ieder geval onze kijk op het hart écht veranderen. En dat is precies het idee achter deze beurzen: high risk, high gain.”