Hartfalen komt vaak pas aan het licht als het al bijna te laat is. Donorharten zijn schaars, dus werken onderzoekers aan alternatieven: van mechanische pompen tot een kunsthart waar aanvankelijk een kinderpyjama aan te pas kwam. Kunnen kunstharten uitkomst bieden?
Toen haar artsen haar vertelden dat haar hart ‘helemaal aan gort’ was, zoals ze het zelf omschrijft, geloofde Marion van Sinttruije (69) het in eerste instantie niet. Al negentien jaar kwam ze geregeld in het ziekenhuis vanwege een genetische hartspierziekte, maar haar toestand bleef stabiel. ‘En zo voelde het ook. Met mij was niets aan de hand.’
Hoewel: zich omdraaien in bed was lastig en ook opstaan uit een diepe bank lukte niet meer zonder hulp. Van Sinttruije bleek laat-stadiumhartfalen te hebben: doordat haar hartspier niet goed werkt, pompt haar hart niet genoeg zuurstofrijk bloed rond. Sinds twee jaar heeft ze een steunhart (Left Ventricular Assist Device, LVAD), een pomp die de functie van haar linkerhartkamer volledig overneemt.
Van Sinttruije is een van de kwart miljoen Nederlanders met hartfalen. Nog eens zoveel mensen hebben het waarschijnlijk zonder het te weten. Ongemerkt lopen de organen schade op door een continu gebrek aan zuurstof en door de druk die ontstaat door het vasthouden van vocht. Laat-stadiumhartfalen is een sluipmoordenaar: plotseling kan de pompfunctie van het hart dusdanig verslechteren dat iemand binnen maanden of zelfs weken overlijdt. Een op de tien patiënten belandt in dit stadium, dat lastig te herkennen en te voorspellen is.
Bij Van Sinttruije werkt de rechterharthelft, die bloed naar de longen pompt om daar zuurstof op te nemen, nog wel voldoende. Mensen bij wie dat niet zo is, zijn aangewezen op een harttransplantatie. Maar de ongeveer tachtig harttransplantaties die jaarlijks worden uitgevoerd zijn bij lange na niet genoeg om de tienduizenden mensen met vergevorderd hartfalen te kunnen helpen.
Bovendien komt niet iedereen in aanmerking voor een harttransplantatie, zoals mensen die in de afgelopen vijf jaar kanker hebben gehad. De afweeronderdrukkende medicijnen die iemand na een transplantatie moet slikken om te voorkomen dat het donorhart wordt afgestoten, kunnen er namelijk voor zorgen dat de kanker weer gaat woekeren. Ook mensen met ernstige nierproblemen kunnen geen harttransplantatie krijgen.
‘Andere oplossingen zijn dringend nodig’, zegt Linda van Laake, cardioloog en hoogleraar gespecialiseerd in laat-stadium hartfalen bij het UMC Utrecht. In die zoektocht naar alternatieven hebben Nederlandse onderzoekers onlangs een zacht kunsthart van textiel en plastic ontwikkeld. Kunnen volledige kunstharten het probleem helpen oplossen?
Met kunstharten zijn al wel wat voorzichtige successen geboekt. Zo overleefde een man in Australië eerder dit jaar 105 dagen met een kunsthart van titanium, waarmee hij de periode tot een harttransplantatie kon overbruggen. In 2021 kreeg een patiënt in Utrecht het eerste en vooralsnog enige kunsthart in Nederland, van Franse makelij. Hij overleefde er acht maanden mee. Het kunsthart van het Amerikaanse SynCardia is al wat langer op de markt: ongeveer tweeduizend mensen wereldwijd kregen een exemplaar, volgens Nederlandse cardiologen overigens met wisselend succes.
Het titaniumhart, de SynCardia en het Franse hart zijn zogenoemde total artificial hearts (TAH’s). Het mechanische pompsysteem wordt van buitenaf aangedreven door stroom of batterijen. Bij de patiënt loopt daarom een kabel door de buikwand heen naar de stroomvoorziening. Ook de LVAD werkt zo. Van Sinttruije draagt de batterijen van samen een kilo altijd met zich mee, samen met een reservetas met nog eens dat gewicht. Douchen is een hele onderneming; ze moet de ingang van de kabel goed afplakken. Zwemmen mag niet, vanwege het infectierisico.
Nog een nadeel aan de bestaande TAH’s: het titaniumhart en de Syncardia zijn gemaakt van niet-biologisch materiaal. ‘Als bloed daarmee in contact komt, ontstaan bloedstolsels. Patiënten met zo’n hart moeten dus altijd bloedverdunners blijven slikken’, legt hartlongchirurg Faiz Ramjankhan (UMC Utrecht) uit.
Het Franse kunsthart heeft dat nadeel niet, aldus Ramjankhan, die in 2021 de Nederlandse implantatie uitvoerde. Dat komt doordat het hart aan de binnenkant bekleed is met het hartzakje van een rund. Maar hoe goed dit hart werkt, hangt wel af van de techniek. Daar valt nog veel aan te verbeteren. Inmiddels is er volgens hem al veel verbeterd en hoopt hij dit jaar nog een tweede implantatie te kunnen doen.
‘Eigenlijk is het hart wat betreft de functie een vrij simpel orgaan’, zegt hartlongchirurg en hoogleraar Jolanda Kluin (Erasmus MC). ‘Het hoeft geen ingewikkelde chemische stoffen uit het bloed te filteren, zoals de nieren en de lever wel doen. Maar de opbouw is wel ingenieus.’
Het hart is eigenlijk een grote holle spier waarin de hartvezels schuin over elkaar heen liggen. Die spiervezels moeten samenwerken om regelmatig, precies op het juiste moment, in de juiste volgorde én met voldoende kracht samen te trekken om bloed het lichaam in te pompen.
Zou dat gecoördineerd samentrekken niet mogelijk zijn met een kunsthart van flexibel materiaal? Na schetsen op papier gebruikte ze draadjes wol en een stuk van de pyjama van een van haar kinderen voor het allereerste prototype, vertelt Kluin. Samen met onderzoekers van onder meer de TU Eindhoven en onderzoeksinstituut AMOLF ontwikkelde Kluin met haar team vervolgens een ‘zacht’ hart, van textiel en een soort flexibel plastic dat doet denken aan een ballon gevuld met water. Het voordeel daarvan, volgens Kluin: het flexibele kunsthart, nu nog als prototype, bootst de bewegingen van een echt hart na.
Het kloppend hart van haar onderzoek bevindt zich in een raamloos lab op de 23ste verdieping van het Erasmus MC. Met een druk op de knop zet postdoc en onderzoeker Maziar Arfaee het kunsthart in beweging. Een pomp blaast lucht in een rode homp ter grootte van twee vuisten. Als een rups lijkt het kunsthart zich voort te bewegen, compleet met witte streep over de rug, en met draden die er als haren uitsteken. De draden die om het hart heen gewikkeld zitten, verdelen de kracht van de pomp evenredig over het kunsthart – net als bij een echt hart.
Precies de krachten en bewegingen van een echt hart nabootsen is zo eenvoudig nog niet. Het materiaal moet flexibel genoeg zijn om mee te bewegen, maar tegelijkertijd niet uitrekken. En het moet miljoenen keren kunnen bewegen. Kluin en Arfaee bouwden inmiddels een verbeterd prototype. De elektrische aandrijving moet bovendien in of rond het kunsthart komen, zodat er geen kabel meer uit de buik loopt.
Het principe van een zacht hart publiceerden Arfaee, Kluin en collega’s onlangs in het vakblad Nature Communications. Het ‘hybride hart’, noemen ze hun vinding, omdat ze ook dit prototype uiteindelijk willen bekleden met cellen van de patiënt zelf.
Ondertussen werkt hoogleraar cellulaire en translationele cardiologie Joost Sluijter (UMC Utrecht) aan een heel ander soort oplossing voor kunstmatige harten: een biologische variant van een steunhart. Bij hartfalen zijn de spiercellen van het hart beschadigd geraakt, bijvoorbeeld door een genetische afwijking of door een eerder hartinfarct. Met behulp van tissue engineering wil hij de beschadigde cellen vervangen door een soort gelatinepudding met nieuwe cellen die uit een 3D-printer rollen.
Daarvoor neemt hij stamcellen van de patiënt, die hij programmeert tot hartcellen. De geprogrammeerde hartcellen plakt hij aan de buitenkant op het beschadigde deel van het hart. Die nieuwe cellen moeten de pompfunctie helpen herstellen. ‘Het is een soort biologische pleister, maar dan in 3D.’
De biologische pleister heeft nu nog de consistentie van een gelatinepudding, wat de samenwerking tussen de hartcellen bemoeilijkt. Door de cellen te vermengen met biologisch afbreekbaar plastic, wordt het geheel steviger en hecht de pleister beter aan het hart. ‘Als de samenwerking tussen de pleister en het zieke hart niet goed is, heb je kans op ritmestoornissen’, zegt Sluijter.
Voor mensen met een genetische hartafwijking werkt het idee van de pleister niet direct. De stamcellen van de patiënt bevatten immers óók het foutje in het erfelijke materiaal. Maar ook daarvoor zijn oplossingen in de maak. Met andere onderzoekers begon Sluijter het Moonshot-programma (naar het ambitieuze Nasa-programma om een mens op de maan te zetten) om genetische foutjes te herstellen in een hart buiten het lichaam.
‘Dat klinkt futuristisch’, zegt Sluijter, ‘maar sinds een paar jaar kunnen we een hart van een overleden donor weer laten kloppen in het lab, net zoals we levers en longen ook al kunnen laten werken buiten het lichaam.’
Deze ‘heart in a box’ leidde tot meer transplantaties, en het bracht onderzoekers op een ander idee: kunnen we het hart niet buiten het lichaam behandelen, bijvoorbeeld met gentherapie die de genetische fout herstelt? Dat onderzoekt hij nu.
Kunstharten zullen transplantaties en ook LVAD’s voorlopig niet vervangen, denken alle deskundigen. Maar misschien kunnen ze wel gaan dienen als tijdelijke overbrugging naar transplantatie. Van Laake: ‘De LVAD is ook ooit zo begonnen, maar veel mensen leven er inmiddels tien jaar mee. Eén van onze patiënten heeft hem zelfs al zestien jaar.’
Een kunsthart zoals dat van Kluin in een mens implanteren als permanente oplossing voor mensen van wie ook de rechterhartkamer niet goed meer werkt, of stukjes hart namaken zoals Sluijter doet? Chirurg Ramjankhan denkt niet dat er in zijn werkzame leven een volledig biologisch kunsthart zonder technische aandrijving zal zijn, maar steunt alle ontwikkelingen. Hij vertrouwt de komende decennia vooral op de technische verbeteringen van mechanische kunstharten.
Kluin is optimistischer. Ze heeft net een onderzoekssubsidie gekregen om in de komende zeven jaar haar hybride hart door te ontwikkelen tot een product om te testen bij mensen. Sluijter test de biologische pleisters nu bij varkens; over een jaar of vier zijn mensen aan de beurt. Van Laake begint binnenkort met onderzoek bij mensen met een Duitse variant van de hartpleister.
Van Sinttruije is blij met de ontwikkelingen. Zij zelf zou wel af willen van de buiklijn, die steeds overal aan blijft hangen. ‘Geweldig dat zo veel onderzoekers aan betere oplossingen werken.’
Het titaniumkunsthart is nog nergens op de markt. Het Franse kunsthart is dat al wel in onder meer Duitsland en de Verenigde Staten, maar wordt in Nederland nog niet vergoed door de zorgverzekeraars. Nederlandse artsen willen er eerst meer ervaring mee opdoen en in onderzoeksverband meer duidelijkheid krijgen over hoelang het kunsthart een patiënt in leven kan houden, vertelt cardioloog Van Laake. Bovendien hangt er een fors prijskaartje aan zowel het Franse kunsthart als aan het kunsthart van het Amerikaanse kunsthart Syncardia, dat ook al in het buitenland op de markt is: zo’n 100- tot 200 duizend dollar (87 tot 174 duizend euro) per stuk. Het is onbekend wat het in Nederland zou kosten als het ook hier op de markt zou komen.
Geselecteerd door de redactie
Source: Volkskrant