Onderzoekers uit de groep van Jeroen Bakkers, in samenwerking met de Universiteit Leiden en het Amsterdam UMC, geven een gedetailleerde beschrijving van de S-vormige buiging van het hart tijdens de embryonale ontwikkeling van de zebravis. Ze demonstreren dat het gen tbx5 een belangrijke rol speelt in dit proces en essentieel is voor juiste vorming van het hart. Ook laten ze zien dat het hart niet afhankelijk is van omliggend weefsel tijdens de buiging. De resultaten zijn op 10 augustus gepubliceerd in eLife en dragen bij aan onze kennis van aangeboren hartaandoeningen.

Tijdens de embryonale ontwikkeling vindt de ‘buiging’ van het hart plaats. Hierbij wordt de rechte embryonale buis getransformeerd tot een hart in een S-vorm, wat ervoor zorgt dat de bouwstenen van het ontwikkelende hart op de goede plek terechtkomen. Als er fouten worden gemaakt tijdens deze draaiing van het hart, kunnen grote vaten op de verkeerde plek eindigen, wat leidt tot aangeboren hartafwijkingen zoals Transpositie van de grote vaten (TGA) en Double outlet rechterventrikel (DORV). Om deze en andere aangeboren hartaandoeningen beter te leren begrijpen bestudeerde de groep van Jeroen Bakkers, samen met onderzoekers van de Universiteit Leiden en het Amsterdam UMC, in detail de buiging van het hart in de zebravis.

Draaien van de hartbuis
In hun nieuwe studie bestudeerden de onderzoekers over tijd de bewegingen van alle hartspiercellen, ook wel cardiomyocieten genoemd, in zebravisembryo’s. Hiermee maakten ze een 4D kaart van het embryonale zebravishart. De gecoördineerde bewegingen van al deze cardiomyocieten samen resulteren in het draaien van de hartbuis. Toen het team bepaald had hoe cardiomyocieten zich gedragen in een gezond hard onderzochten ze ook de harten van zebravissen met mutaties in het gen tbx5.

Zelfstandig hart
De studie laat zien dat tbx5 essentieel is voor de draaiende bewegingen van de cardiomyocieten, die op hun beurt weer essentieel zijn voor de correcte vorming van het hart. Dit mechanisme behoeft geen hulp van omliggende weefsels; het hart heeft alleen zichzelf nodig voor juiste formatie. Mutaties in tbx5 beperken de buiging van het hart en veroorzaken aangeboren hartafwijkingen in zebravissen. Patiënten met mutaties in dit gen hebben ook aangeboren hartafwijkingen.

Aangeboren hartafwijkingen
De resultaten van deze studie geven inzicht in het proces van de S-vormige buiging van het hart en de manier waarop het zorgt voor de correcte vorming van het hart. Ook dragen ze bij aan onze kennis over aangeboren hartafwijkingen zoals TGA en DORV. De studie is gerelateerd aan een landelijk onderzoeksproject naar aangeboren hartafwijkingen dat wordt gefinancierd door de Hartstichting en Stichting Hartekind.

Foto: Jeroen Bakkers is hoogleraar Moleculaire Cardiogenetica bij het UMC Utrecht en groepsleider bij het Hubrecht Institute.