Humane geïnduceerde stamcellen om de mechanismen van peripartum cardiomyopathie te ontdekken

Peripartum cardiomyopathie (PPCM) is een hartafwijking gerelateerd aan
zwangerschap dat zich uit met symptomen van hartfalen. De oorzaak van PPCM is
grotendeels onbekend. Door gebruik te maken van weefsel afkomstig van PPCM
patiënten geeft de mogelijkheid om de mechanismen achter de oorzaak van PPCM
beter te leren begrijpen. Het is echter geen optie om hartweefsel van deze
patiënten te bestuderen. Het nemen van biopten uit het hart wordt zelden
uitgevoerd en kan leiden tot perforatie van het hart. Bovendien is de
hoeveelheid weefsel dat met deze methode gewonnen wordt erg klein. Het is
daarom noodzakelijk om met nieuwe methodes hartfalen te onderzoeken. Door
huidcellen van PPCM patiënten te herprogrammeren tot pluripotente stamcellen en
deze te differentiëren tot cardiomyocyten is het mogelijk om toch patiënt-
specifieke hartcellen te bestuderen. Deze cellen kunnen vervolgens in vitro
blootgesteld worden aan de verschillende stressen die het hart ondervindt
tijdens de zwangerschap. Zo kunnen verschillen tussen patiënten en gezonde
controles onderzocht worden waardoor mogelijk nieuwe mechanismen ontdekt worden
van PPCM en eventueel hartfalen in het algemeen.

Met geïnduceerde pluripotente stamcellen van PPCM patiënten, willen we de
hypothese testen waarin we stellen dat cardiomyocyten van PPCM patiënten
verschillen van gezonde cardiomyocyten op basis van genexpressie, eiwit
productie profiel en algemeen functioneren. We hebben verschillende
doelstellingen gesteld om deze hypothese te testen.
Doelstelling 1: Het isoleren van fibroblasten uit huidbiopten van PPCM
patiënten en gezonde controle individuen door het nemen van een huidbiopt van
de bovenarm onder lokale verdoving bij deze personen. Vervolgens willen we de
cellen opslaan nadat de hoeveelheid cellen in vitro is opgeschaald.
Doelstelling 2: Het herprogrammeren van de geïsoleerde huidcellen tot
pluripotente stamcellen, zodat de cellen getest kunnen worden op stamcel
kenmerken. Vervolgens worden deze stamcellen gedifferentieerd tot
cardiomyocyten in vitro.
Doelstelling 3: Het vergelijken van verkregen cardiomyocyten van PPCM patiënten
en gezonde controle individuen door middel van RNA sequencing, proteomics
analyses en epigenomische profilering.
Doelstelling 4: Het blootstellen van de verkregen cardiomyocyten aan
zwangerschapsgerelateerde stressen in vitro en de mechanismen te bestuderen
waarmee deze cardiomyocyten op de stress reageren, waarbij patiënt-cellen
vergeleken worden met gezonde cellen.
Doelstelling 5: Gevonden resultaten worden gecorreleerd aan verschillende
stoffen (eiwitten en microRNA's) in het bloed.

Voor ons hier voorgestelde (pilot) onderzoek gebruiken wij 2 groepen PPCM
patienten: 6 patienten waarbij een ernstige vorm van PPCM is gediagnostiseerd
en 6 PPCM patienten die reeds zijn hersteld. Van elke patient zal een huid
punch biopt genomen worden volgens een standaard protocol onder steriel
condities en na locale anesthesie op de afdeling cardiologie(UMCG). De huid
biopten worden opgevangen in koud steriel basic medium en overgebracht naar het
lab van de afd. Experimentele Cardiologie van het UMCG. Na dissociatie, zullen
de fibroblasten daar opgekweekt worden en een deel daarvan zal gebruikt worden
voor herprogrammering tot iPS cellen en vervolgens differentiatie tot
cardiomyocyten. Daarna zullen op deze cardiomyocyten uitgebreide analyses
uitgevoerd worden met o.a. mRNA sequencing, proteomics and epigenetic profiling
(bijv. DNA methylation patterns). Als controles worden cardiomyocyten gebruikt,
gedifferentieerd uit iPS cellijnen van 6 gezonde 'age-matched' familieleden van
elke patientengroep. Hierdoor zijn 24 proefpersonen vereist (12 PPCM en 12
gezonde controles). Om een duidelijke 'baseline' te verkrijgen van de patienten
en de controles, zal bloed worden afgenomen. Dit wordt opgeslagen zodat
eventuele resultaten (verkregen via iPS cellen) bevestigd kunnen worden aan de
hand van bloedwaarden van eiwitten of microRNA's. Er wordt tevens een
echocardiogram gemaakt tijdens het bezoek.

Het enige risico dat het nemen van een kleine huidbiopt bij de proefpersonen
met zich mee kan brengen is het mogelijk ontstaan van infecties (<1% van de
gevallen); dit is echter goed behandelbaar met lokale antibiotische zalven die
vergoed zullen worden door de onderzoeker. Kans op minimaal litteken in de huid
na biopsie.
De risico's bij bloedafname zijn beperkt tot het ontstaan van een
bloeduitstorting of een infectie. Het ontstaan hiervan is echter zeldzaam. De
handelingen zullen worden verricht door een deskundige.