Hartzeer begrijpen - onderzoek vindt verband tussen stress en hartfalen

De stress van hartfalen wordt door het lichaam onthouden en kan leiden tot terugval en andere gerelateerde gezondheidsproblemen, zo blijkt uit onderzoek. Wetenschappers hebben ontdekt dat hartfalen een "stressgeheugen" achterlaat in de vorm van veranderingen in het DNA van hematopoëtische stamcellen, die betrokken zijn bij de aanmaak van bloed en immuuncellen, macrofagen genaamd.

Deze immuuncellen spelen een belangrijke rol bij de bescherming van de hartgezondheid. Een belangrijke signaalroute (een keten van moleculen die signalen binnen een cel overbrengen), genaamd transformerende groeifactor bèta (TGF-β), in hematopoëtische stamcellen werd echter onderdrukt tijdens hartfalen, wat de macrofaagproductie negatief beïnvloedde.

Het verbeteren van de TGF-β-niveaus kan een nieuwe behandeling bieden voor terugkerend hartfalen. Bovendien kan het detecteren van de ophoping van stressgeheugen een vroegtijdige waarschuwing bieden voordat dit optreedt.

Een gezonde levensstijl en een verbeterd welzijn maken deel uit van de wereldwijde Duurzame Ontwikkelingsdoelen van de VN. Een positief punt is dat een recent onderzoek aantoont dat de levensverwachting wereldwijd met ongeveer 4,5 jaar zal toenemen tegen 2050. Dit is grotendeels te danken aan inspanningen op het gebied van volksgezondheid om ziekten te voorkomen en de overleving bij aandoeningen zoals hart- en vaatziekten te verbeteren. Hartziekten zijn echter nog steeds wereldwijd de belangrijkste doodsoorzaak, met naar schatting 26 miljoen mensen die aan hartfalen lijden.

Als hartfalen eenmaal optreedt, komt het vaak terug, gepaard gaand met andere gezondheidsproblemen zoals nier- en spierziekten. Onderzoekers in Japan wilden begrijpen wat de oorzaak is van deze recidieven en de achteruitgang van andere organen, en of dit voorkomen kan worden.

Het onderzoek is gepubliceerd in het tijdschrift Science Immunology.

"Op basis van onze eerdere studies veronderstelden we dat recidieven mogelijk worden veroorzaakt door stress die optreedt tijdens hartfalen, en die zich ophoopt in het lichaam, met name in hematopoëtische stamcellen", aldus projectprofessor Katsuito Fujio van de Graduate School of Medicine van de Universiteit van Tokio. Hematopoëtische stamcellen bevinden zich in het beenmerg en vormen de bron van bloedcellen en immuuncellen, macrofagen genaamd, die bijdragen aan de bescherming van de hartgezondheid.

Deze illustratie laat zien dat bij hartfalen stresssignalen naar de hersenen worden gestuurd, die deze vervolgens via zenuwen doorgeven aan hematopoëtische stamcellen in het beenmerg, waar ze zich ophopen als stressgeheugen. Deze door stress geaccumuleerde stamcellen produceren immuuncellen met een verminderd beschermend vermogen voor organen zoals het hart, de nieren en de spieren. Bron: Science Immunology (2024). DOI: 10.1126/sciimmunol.ade3814

Bij muizen met hartfalen vonden de onderzoekers bewijs voor stressimprinting op het epigenoom, wat betekent dat er chemische veranderingen in het DNA van de muizen hadden plaatsgevonden. Een belangrijke signaalroute, genaamd transformerende groeifactor bèta, die betrokken is bij de regulering van vele cellulaire processen, werd onderdrukt in de hematopoëtische stamcellen van muizen met hartfalen, wat leidde tot de productie van disfunctionele immuuncellen.

Deze veranderingen bleven in de loop van de tijd bestaan. Toen het team beenmerg van muizen met hartfalen transplanteerde naar gezonde muizen, ontdekten ze dat de stamcellen disfunctionele immuuncellen bleven produceren. Deze muizen ontwikkelden vervolgens hartfalen en werden vatbaar voor orgaanschade.

"We noemen dit fenomeen een stressgeheugen, omdat de stress van hartfalen lang in het geheugen blijft hangen en het hele lichaam blijft beïnvloeden. Hoewel verschillende andere soorten stress ook deze stressherinnering kunnen achterlaten, zijn we van mening dat de stress die door hartfalen wordt veroorzaakt, bijzonder ernstig is", aldus Fujio.

Het goede nieuws is dat het identificeren en begrijpen van deze veranderingen in de TGF-β-signaalroute nieuwe mogelijkheden biedt voor potentiële toekomstige behandelingen.

"Volledig nieuwe therapieën kunnen worden overwogen om de opbouw van dit stressgeheugen tijdens ziekenhuisopname bij hartfalen te voorkomen", aldus Fujio. "Bij dieren met hartfalen is het toevoegen van extra actieve TGF-β een potentiële behandelingsoptie gebleken. Het corrigeren van het epigenoom van hematopoëtische stamcellen kan ook een manier zijn om stressgeheugen te elimineren."

Nu dit is vastgesteld, hoopt het team een systeem te ontwikkelen dat de opbouw van stressgeheugen bij mensen kan detecteren en voorkomen. Het doel op de lange termijn is niet alleen om te voorkomen dat hartfalen opnieuw optreedt, maar ook om de aandoening te identificeren voordat deze zich volledig ontwikkelt.