Hartaanval, beroerte en hartritmestoornissen: organoïden, gentherapie en kunstmatige intelligentie. Hoe onderzoek het hart zal redden.

Gentherapie boekt vooruitgang, althans voor zeldzame hartaandoeningen. De mogelijkheden die celtherapieën bieden om door ischemie gedode hartspiercellen te "vervangen", nemen toe. Het doel is om steeds kleinere pacemakers te creëren, bijvoorbeeld gebouwd met cellen van hetzelfde organisme en klaar om "op te lossen". En hartkleppen die steeds langer meegaan. Dit alles onder een soort alomtegenwoordige paraplu, gekoppeld aan het gebruik van bio-engineering en kunstmatige intelligentie, evenals de ontwikkeling van organoïden. Dankzij avatars zal het namelijk mogelijk zijn om nieuwe therapeutische strategieën te ontwikkelen, in afwachting van de creatie van het klassieke "reservehart".

De toekomstige uitdaging voor hart- en vaatziekten, de belangrijkste doodsoorzaak in Italië en Europa, begint met preventie. En het doel is om iets te bereiken wat misschien sciencefiction lijkt. Maar dat is het niet. Denk maar aan biologische therapieën met directe effecten op het hart. "Gen- en celtherapie kennen een langere draagtijd, deels vanwege de biologische en mechanische barrières die inherent zijn aan dit prachtige en zo resistente orgaan."

De wegen van de genetica

"Maar", legt Giulio Pompilio uit, wetenschappelijk directeur van het Centro Cardiologico Monzino Irccs en hoogleraar hartchirurgie aan de Universiteit van Milaan, "dankzij de technologische vooruitgang zijn er tekenen dat we eindelijk de juiste weg inslaan, met name wat betreft gentherapie voor erfelijke hartziekten, waarvoor we een steeds beter begrip hebben van de gemuteerde genen die hiervoor verantwoordelijk zijn." Bovendien. De wapens om de juiste genen te leveren worden steeds geavanceerder: ze variëren van virale vectoren die het genezende gen in cellen kunnen transporteren tot gespecialiseerde nanodeeltjes, tot de vooruitgang in genetische manipulatie, waarvan de "genetische scalpel" Crispr/Cas de bekendste is. "Klinische studies zijn gaande voor sommige van deze genetische hartziekten, waaronder aritmogene en hypertrofische cardiomyopathieën, of cardiale amyloïdose en dystrofische cardiomyopathie", aldus Pompilio. Ik denk dat sommige van deze therapieën binnen het komende decennium deel zullen uitmaken van de klinische praktijk. Bovendien zijn er, hoewel in een eerdere klinische fase, gentherapieën ontwikkeld voor de behandeling van hartfalen, zowel vanwege genetische oorzaken als in breedspectrumvormen. Hier ligt de lat nog hoger, maar de interesse van de wetenschappelijke gemeenschap en de industrie is groot. Laatste aspect: ik denk dat de "de profundis" die door veel professionals wordt uitgesproken voor hartceltherapie, die niet de gehoopte resultaten heeft opgeleverd bij de behandeling van een hartinfarct, misschien voorbarig is: er zijn onderzoeken die een nieuwe therapeutische mogelijkheid lijken te bieden voor subgroepen van patiënten met vergevorderde ischemische hartziekte en hartfalen met een sterke ontstekingscomponent.

Techniek voor de 5P's

De sleutel tot succes, kortom, is onderzoek. Maar hoewel specialisten aan de basis staan ​​van de geschiktheid van behandelingen, die steeds meer op de persoon worden afgestemd, zal techniek de revolutie die gaande is, begeleiden en sturen. Want dankzij technieken uit de elektronica en optica zullen we gerichte benaderingen tegenkomen. "Electroceuticals en biofotonica geven respectievelijk leven aan nieuwe paradigma's van elektrische stimulatie (denk aan Neuralink) met de miniaturisatie van draadloze stimulatoren (bijvoorbeeld om de nervus vagus te stimuleren bij hartfalen) en aan analyses om zuurstofgehalte, glucose en cholesterol in realtime te monitoren", legde Filippo Molinari , hoogleraar bio-engineering aan de Polytechnische Universiteit van Turijn, uit ter gelegenheid van de conferentie "Change in Cardiology 2025". Maar dat is nog niet alles.

De revolutie zal liggen in de mogelijkheid om organen te dupliceren of digitale tweelingen te creëren voor gepersonaliseerde behandelingen. "Voorlopig beperkt bioprinten zich tot het creëren van weefsels en mini-organen ( organ-on-a-chip ) om farmacologisch onderzoek te vergemakkelijken, maar er wordt gewerkt aan het printen van hele organen, inclusief het hart. Dit alles - benadrukt de expert - in een panorama waarin studies gericht zijn op het creëren van digitale of biologische tweelingen voor de personalisatie van behandelingen en precisiegeneeskunde: ze zullen worden gebruikt voor generatie en regeneratie vanuit cellen van de individuele patiënt, maar ook om het hart van een patiënt te simuleren en het risico op hartritmestoornissen, hartaanvallen en andere aandoeningen te voorspellen. Kunstmatige intelligentie zal het kader bieden voor deze inspanningen, die ons zullen leiden naar een 5P-geneeskunde: voorspellend, preventief, gepersonaliseerd, participatief en psychosociaal. Dit alles met de integratie van klinische en genetische gegevens en informatie afkomstig van draagbare sensoren."

Pacemakers worden steeds kleiner

Tussen heden en toekomst zal technologie hoe dan ook nieuwe wegen openen, zelfs bij de meest voorkomende pathologieën. Bijvoorbeeld in de vorm van steeds intelligentere en geminiaturiseerde pacemakers. "De revolutie zou het gebruik kunnen zijn van hartcellen die getransformeerd zijn tot pacemakercellen, zoals een experiment gepresenteerd in Science Translational Medicine suggereert - veronderstelt Giulio Molon , directeur van de Complex Operating Unit of Cardiology Irccs Sacro Cuore in Negrar (Verona). Het resultaat werd verkregen door injectie van een gen dat door gemodificeerde virussen werd getransporteerd: het herprogrammeerde sommige hartcellen, waardoor deze in staat waren om elektrische stimuli te genereren en te geleiden. Als dit vooruitzicht werkelijkheid zou worden, zouden we kunnen komen tot een nieuwe generatie pacemakers." Maar let op: dit betekent niet dat we in de tussentijd niet werken aan het steeds efficiënter maken van de "stapmarkeringen" die vandaag de dag worden gebruikt. Bijvoorbeeld door in te werken op de batterij, die na verloop van tijd vervangen moet worden, of op de draden die de pacemaker met het hart verbinden. Deze kunnen soms echte scheuren en zelfs infecties oplopen.

We werken aan pacemakers zonder risico op infecties, steeds kleiner, draadloos en met een mogelijk onuitputtelijke batterij. In die zin werd in Nature - aldus Molon - een pacemaker gepresenteerd met een dikte van één millimeter en een lengte van 3,5 millimeter die rechtstreeks op het hart wordt aangebracht en wordt aangedreven door een mechanisme dat een galvanische cel gebruikt om de energie van lichaamsvloeistoffen om te zetten. Het apparaat zou bovendien in staat kunnen zijn zichzelf op te lossen en te verdwijnen wanneer het niet langer nodig is.

Aangepaste kleppen

Het verkleinen van de afmetingen en het verbeteren van de biocompatibiliteit van het lichaam van de ontvanger is ook essentieel voor hartkleponderzoek. "Aortakleppen en de hulpmiddelen die voor hun implantatie worden gebruikt, zoals katheters (momenteel qua grootte vergelijkbaar met een vinger), zullen steeds kleiner worden, met een daaruit voortvloeiende toename in de verdraagbaarheid", aldus Giuseppe Musumeci , directeur Cardiologie van het Mauriziano Ziekenhuis in Turijn. Implantatie zal steeds vaker plaatsvinden via de radiale slagader van de arm om de impact van de ingreep te minimaliseren en lijkt de biologische verdraagbaarheid van het lichaam te vergroten. In de toekomst zullen materialen worden ontworpen voor een langere levensduur van de prothese. Met name wat betreft atrioventriculaire kleppen, die qua anatomische positie, structuur en functie verschillen van aortakleppen, is het doel om de noodzaak van corrigerende ingrepen te verminderen of mogelijk te elimineren: dit zijn de ingrepen die momenteel worden gebruikt om functionele achteruitgang als gevolg van veroudering tegen te gaan."