Screenshot YouTube
Een internationale studie onder leiding van een onderzoeker van de Universiteit van Tel Aviv biedt een nieuwe technologie die veel patiënten kan helpen bij wie een bio-prothetische hartklep is geïmplanteerd, door extra gecompliceerde vervangingschirurgie te vermijden.
Veel hartpatiënten bij wie dergelijke kleppen zijn geïmplanteerd, worden gedwongen deze tien jaar later te vervangen vanwege verkalking van klepweefsel. De onderzoekers hebben nu kunnen aantonen dat door genetische manipulatie van de biologische component in de klep - het mogelijk was om immunologische aanvallen en verkalking te voorkomen, waardoor de volgende generatie duurzame bio-prothetische hartkleppen werd aangeboden. De studie is gepubliceerd in het prestigieuze tijdschrift Nature Medicine.
Deze technologische ontwikkeling komt voort uit het door de EU gefinancierde TRANSLINK-consortium bestaande uit 14 leden uit Europa, de VS en Canada en geleid door Dr. Vered Padler-Karavani van de Shmunis School of Biomedicine and Cancer Research aan de Universiteit van Tel Aviv. In deze studie onderzochten de onderzoekers bijna 1700 patiënten met ~ 5000 bloedmonsters die bijna 15 jaar sinds implantatie bestreken.
De onderzoekers leggen uit dat patiënten kunnen worden geïmplanteerd met ofwel een mechanische hartklep die lang meegaat maar die dagelijkse toediening van anticoagulantia vereist die kunnen leiden tot levensbedreigende bloedingen, of bio-prothetische hartkleppen (gemaakt van runder-, varkens- of paardenweefsel) waardoor patiënten kunnen leven een redelijk normaal leven, maar die worden vaak vernietigd na een decennium dat vervanging nodig heeft.
Dr. Padler-Karavani: "Aangezien bio-prothetische hartkleppen zijn gemaakt van dierlijk weefsel, veronderstelden we dat ze vreemde niet-menselijke suikers (Neu5Gc en alfa-Gal) bevatten die worden aangevallen door het menselijke immuunsysteem, die vervolgens de verkalking bemiddelen die leiden tot structurele klep verslechtering.In ons onderzoek hebben we inderdaad aangetoond dat dit de reden was en zelfs een implementeerbare oplossing voorgesteld.
We ontdekten dat alle bio-prothetische hartkleppatiënten een immuunrespons ontwikkelden tegen de vreemde suikers in de kleppen. We konden duidelijk een toename zien van antilichaamresponsen tegen deze suikers bij geïmplanteerde patiënten, al een maand na implantatie, sommige zelfs twee jaar later. We ontdekten ook dat sommige patiënten al twee jaar na implantatie tekenen van verkalking vertoonden".
Anu Paul, een postdoc in het laboratorium, toonde ook aan dat de vreemde suikers en de antilichamen die ze aanvallen, werden gevonden op verkalkte bio-prothetische hartkleppen die ongeveer 10 jaar na implantatie bij patiënten waren geëxplanteerd. Bovendien werden de niet-menselijke suiker Neu5Gc en de antilichamen daartegen ook gevonden op geëxplanteerde verkalkte kleppen (de oorspronkelijke defecte menselijke kleppen die moesten worden vervangen door een bio-prothese).
Aangezien deze suiker niet in het menselijk lichaam kan worden geproduceerd, hoopt het zich hoogstwaarschijnlijk op deze kleppen van een dieet dat rijk is aan rood vlees en zuivelproducten waar het overvloedig aanwezig is. Daarom is het mogelijk dat een dieet met rood vlees de eerste behoefte aan klepvervanging bemiddelt. De onderzoekers bevestigden ook in een mensachtig diermodel dat antilichamen tegen de vreemde suikers inderdaad verkalking veroorzaken van weefsels die worden gebruikt voor de productie van bio-prothetische hartkleppen.
Verder werd de mogelijkheid onderzocht om genetische manipulatie toe te passen om het probleem op te lossen. Voor dit doel creëerde het consortium genetisch gemodificeerde varkens (varkens) die de voor de mens vreemde suikers niet tot expressie brengen. In het laboratorium van Dr. Padler-Karavani ontdekten de onderzoekers dat in een mensachtig diermodel dat geconstrueerd weefsel zonder de vreemde suikers significant verminderde verkalking had, zelfs in de aanwezigheid van antilichamen tegen de suikers en daarom de duurzaamheid van bio-prothetische hartkleppen gemaakt van dergelijke weefsels.
"Deze studie markeert een baanbrekende technologie op het gebied van bio-prothetische hartkleppen en biedt een diep begrip van de mechanismen die leiden tot structurele klepverslechtering. Deze bevindingen kunnen leiden tot een dramatische verbetering van de kwaliteit van leven van veel hartpatiënten.
Nu zou het interessant zijn om onderzoeken of vegetariërs of mensen die slechts kleine hoeveelheden rood vlees en zuivel consumeren een lagere kans hebben op hartklepverkalking en of dit wellicht in verband kan worden gebracht met lage niveaus van antistoffen tegen deze vreemde suikers. In de toekomst is het misschien ook mogelijk om een aangepast dieet te bedenken om het risico te verminderen of om daadwerkelijk biologische kleppen te maken uit de weefsels van gemanipuleerde dieren die helemaal geen suikers bevatten", vat Dr. Padler-Karavani samen.
Het managementteam van het TRANSLINK-consortium omvatte ook Rafael Mañez, Jean-Christian Roussel, Jean-Paul Soulillou en Emanuele Cozzi (de coördinator). Thomas Senage en Thierry Le Tourneau uit Frankrijk leidden het onderzoek naar de klinische arm van de studie. In het laboratorium van Dr. Padler-Karavani werd de studie geleid door Anu Paul (momenteel een postdoc aan de Harvard University) samen met Salam Bashir en met de hulp van andere onderzoekers en studenten.
