Onderzoekers van het Centro Nacional de Investigaciones Cardiovasculares (CNIC) hebben een celreinigingssysteem ontdekt dat essentieel is om een gezond hart te behouden. Dit mechanisme stelt de contractiele cellen van het hart (de cardiomyocyten) in staat om beschadigde componenten buiten de cel af te geven in deeltjes die exoferen worden genoemd. Deze exoferen worden vervolgens opgenomen door een netwerk van immuuncellen die in het hart leven – de macrofagen, die verantwoordelijk zijn voor het verwijderen ervan voordat ze een ontsteking in het hart veroorzaken.
De studie is gepubliceerd in Cell, door samenwerking van twee groepen bij CNIC onder leiding van Dr. Andrés Hidalgo en Dr. José Antonio Enríquez- verzamelt de resultaten van meer dan vijf jaar onderzoek, met samenwerkingen met laboratoria in Europa, Azië en de VS. De inzichten die deze studie biedt, suggereren dat hartstoornissen in sommige gevallen het gevolg kunnen zijn van defecten in aanwezige immuuncellen, in plaats van van cardiomyocyten. Deze bevinding heeft belangrijke implicaties voor de diagnose en behandeling van hartaandoeningen.
Tot dusverre was de aanname dat de meeste cellen hun afvalproducten zelf konden weggooien of recyclen. De CNIC-teams ontdekten echter dat dit proces in het hart de nauwe samenwerking van twee soorten cellen vereist, zodat het materiaal wordt overgebracht van cardiomyocyten naar naburige macrofagen, die uiteindelijk verantwoordelijk zijn voor het afvoeren van het afval.
“Macrofagen zijn cellen met een hoge fagocytische [schrokken] capaciteit en hun functies zijn voornamelijk bestudeerd bij ontstekingen en ziekten. We weten nu echter dat ze ook deel uitmaken van de meeste gezonde weefsels en dat ze cruciale taken vervullen in hun dagelijkse functies”, legt uit Dr. José Ángel Nicolás-Ávila, eerste auteur van het artikel en onderzoeker bij CNIC.
Deze cellen werden pas tien jaar geleden voor het eerst in het hart beschreven en we beginnen nu pas te begrijpen wat ze doen. De bevinding dat cardiomyocyten de verwijdering van hun afval naar macrofagen vervangen, heeft veel implicaties. “Het feit dat het hart een populatie van macrofagen nodig heeft om, naast andere taken, hun schoonmaakwerkzaamheden te doen, suggereert dat veel hartaandoeningen van onbekende oorsprong kunnen worden verklaard door het falen van deze macrofagen.” Zegt Dr. Enriquez.
Een andere mogelijke implicatie die door Dr. Nicolás-Ávila wordt aangegeven, is dat er soortgelijke processen kunnen zijn die de fitheid van gespecialiseerde cellen in andere weefsels ondersteunen, inclusief de hersenen, waarvan de cellen kenmerken delen met hartspiercellen. “We onderzoeken momenteel of verschijnselen zoals die in het hart kunnen plaatsvinden in andere organen, en of ze degenereren met de leeftijd”, zegt hij.
Dr. Ana Victoria Lechuga Vieco, co-eerste auteur van het artikel, voegt eraan toe: “hartspiercellen zijn cellen met een extreem hoge energiebehoefte. Het hart moet ononderbroken kloppen om het lichaam in leven te houden, wat verklaart waarom hartspiercellen vol mitochondriën zitten, de organellen. die energie produceren. Net als bij een ketel, lijden de mitochondriën bij gebruik aan slijtage en moeten ze worden vervangen om celbeschadiging te voorkomen. De meest opvallende bevinding uit onze studie, merkt ze op, is dat cardiomyocyten deze taak doorgeven aan macrofagen, mogelijk omdat cardiomyocyten het te druk hebben met kloppen en al dit afvalmateriaal niet alleen kunnen verwerken. ”
Elke hartspiercel is van onschatbare waarde, omdat ze zich niet kunnen vermenigvuldigen of vervangen kunnen worden als ze eenmaal dood zijn. “Daarom geloven we dat dit ‘surrogatie’-fenomeen is geëvolueerd om hartspiercellen jarenlang in optimale omstandigheden te laten kloppen, waarbij macrofagen helpen bij het in stand houden ervan”, zegt Dr. Hidalgo. “In zekere zin is dit als het schoonmaaksysteem van een stad. Het mist glamour, maar is essentieel voor het functioneren van de hele stad.” vat hij samen.