Door gentherapie te combineren met micro-elektronica kun je een hart voorzien van een ingebouwde defibrillator die ingrijpt zonder dat de drager het merkt. Bij ratten werkt het al, schrijven Leidse en Delftse onderzoekers in Science Translational Medicine.

Hun uitvinding is vooral bedoeld voor patiënten die chronisch last hebben van boezemfibrilleren. Aan zo’n aanval ga je niet acuut dood maar hinderlijk is het wel, en je kunt het hart alleen resetten met elektroshocks die vanwege de pijn onder narcose moeten worden toegediend.

Daniël Pijnappels, Antoine de Vries en collega’s van het Leids Universitair Medisch Centrum presenteerden hun gentherapie voor het eerst in 2014. Ze komt er op neer dat je de wanden van de rechterboezem van het hart lokaal voorziet van zogeheten kanaalrhodopsines, kationkanalen uit algen die zich openen onder invloed van licht en dan calciumionen doorlaten. Het effect op de cellen in de boezemwand is vergelijkbaar met dat van een elektrische schok: ze worden als het ware gereset. Maar omdat alleen die boezemwand wordt ‛geschokt’ en niet het weefsel er omheen, zou het veel minder pijn moeten doen.

Tot nu toe werkte het hooguit in vitro maar met hulp van Delftse micro-elektronici hebben de Leidse vorsers het nu aan de praat gekregen in ratten. Om te beginnen vervingen ze het oorspronkelijke kanaalrhodopsine, dat reageerde op blauw licht, door een gevoeligere variant die zelfs op rood licht werkt. De bij het onderzoek gebruikte LEDs waren overigens nog steeds blauw; die golflengte (470 nm) dringt minder diep in weefsel door dan rood licht maar zo dik is een rattenboezemwand nu ook weer niet.

De LED plaats je aan de buitenkant van de boezem, waarbij een uit siliconenrubber gegoten lichtgeleider het licht spreidt over een groot deel van het oppervlak. Aan die LED hangt een chip met een ingebouwd algoritme dat in realtime het hartritme meet en bij verstoring het licht net zo lang laat knipperen tot het ‛gezonde’ ritme zich heeft hersteld. Het geheel is klein genoeg om in een rattenlichaam te passen. Voor de voeding komen voorlopig nog twee draadjes uit elke rat (zie de afbeelding) maar je mag verwachten dat het in een later stadium ook met een batterijtje kan.

Tot zover werkt het al in levende ratten die je met externe prikkels aan een hartritmestoornis helpt. Volgens de auteurs is toepassing in mensen echter nog tamelijk ver weg. Om te beginnen zul je het moeten proberen in dieren met een hart van vergelijkbaar formaat, zoals volwassen varkens, en ook is nog lang niet duidelijk hoe je het knipperpatroon van de LED optimaal instelt.

Ook de gentherapie is tamelijk onhandig. Gericht de juiste plek behandelen lukt vooralsnog alleen met gene painting, waarbij je de boezemwanden letterlijk coat met een gel met virusdeeltjes die het aanvullende DNA bevatten. Technisch is dat geen probleem, maar ingrijpend is het wel.

bron: LUMC, Science Translational Medicine