Genetische fout te corrigeren met één buisje bloed

Jarenlang werkte moleculair celbioloog Rogier Veltrop zeven dagen per week aan zijn onderzoek naar genetisch hartfalen in het Cardiovascular Research Institute Maastricht (CARIM) aan Maastricht University, toen hij afgelopen zomer eindelijk een doorbraak bereikte. Met één buisje bloed kan hij in zijn laboratorium verschillende typen hartfalen corrigeren door de onderliggende genetische fout eruit te halen. En dat terwijl het allemaal begon met een onderzoek naar zijn eigen mutatie. Kan Veltrop in de toekomst een oplossing bieden voor de ziekte waaraan hij zelf bijna overleed?

Rogier Veltrop was in 2007 voor promotieonderzoek in de Verenigde Staten toen zich de eerste symptomen voordeden van wat later een zeldzame hartaandoening bleek. Wat begon met ‘simpele’ vermoeidheid, toegeschreven aan stress, eindigde met ernstig hartfalen, lange ziekenhuisopnames en vier hartstilstanden. “Genetisch onderzoek in het ziekenhuis in Nederland wees uit dat ik een laminopathie heb, een zeldzame erfelijke aandoening die bij mij veroorzaakt werd door een mutatie in het gen dat belangrijk is voor de krachtverdeling van cellen. De aandoening was progressief en heeft behoorlijk huisgehouden. Tussen 2007 en 2009 heb ik veel last gehad van boezemfibrilleren en ernstige hartritmestoornissen. Dat was een periode vol ziekenhuisopnames en operaties die uiteindelijk leidde tot een eerste hartstilstand. Ik kreeg een ICD (Implanteerbare Cardioverter Defibrillator, een soort pacemaker), maar die was niet zaligmakend. Uiteindelijk heb ik in de loop der jaren vier hartstilstanden gehad en ging mijn hartspier zodanig achteruit, dat de ritmestoornissen nauwelijks meer onder controle te krijgen waren. In 2014 ontving ik een steunhart (LVAD2) en werd ik direct op de transplantatielijst voor een donorhart gezet. De nood was hoog en mijn overlevingskansen namen met de dag af. Een harttransplantatie was onvermijdelijk om mijn leven te redden.”

Op het nippertje ontving Veltrop in augustus 2015, na anderhalf jaar bijna onafgebroken in het ziekenhuis te hebben gelegen, een donorhart. De transplantatie kwam net op tijd en Veltrop revalideerde, na een ziekteperiode van in totaal ruim 8,5 jaar, wonderbaarlijk snel. “Al vrij gauw ben ik opnieuw gaan studeren en heb ik me volledig toegelegd op hartonderzoek. Ik had een missie: ik wilde mijn eigen mutatie kunnen onderzoeken. Zo wilde ik erachter komen wat er precies aan de hand was en, belangrijker, ik wilde een oplossing vinden voor deze categorie genetische aandoeningen.”

Veltrop begon dus aan iets unieks: met zijn eigen cellen dook hij het lab in om zich in zijn eigen aandoening te verdiepen. Zijn onderzoek richt zich op monogenetische aandoeningen: hart- en vaatziekten die ontstaan door één mutatie in een specifiek gen. Dat kan, zoals bij Veltrop zelf, een mutatie in het lamine gen zijn, maar de uitingsvormen waaieren veel breder uit. Zo behoren bijvoorbeeld PLN (mutatie die cardiomyopathie veroorzaakt) en het Brugadasyndroom (ziekte waarbij de elektrische functie van het hart is verstoord) tot het spectrum. Veltrop: “Juist dat brede spectrum aan aandoeningen maakt dit onderzoek zo interessant. Ik redeneerde vooraf: ik focus op ziekten waaraan één foutje in het DNA ten grondslag ligt. Wat als ik dat foutje eruit kan halen en de ‘gerepareerde’ cellen kan terugplaatsen bij een patiënt?”

In 2020 bereikte Veltrop een doorbaak in zijn onderzoek: “We zijn inmiddels in staat om met behulp van slechts één buisje bloed van een patiënt het DNA te herstellen. Uit het bloed kan ik namelijk bloedcellen halen, die ik verander in geïnduceerde stamcellen. Daar haal ik de betreffende fout, de genmutatie, uit, waarna ik van de stamcellen weer echte kloppende hartcellen maak. Met deze cellen heb ik een gecorrigeerde versie van het DNA, die ik in de toekomst ook weer wil kunnen terugplaatsen bij de patiënt.”

Om die volgende stap te kunnen zetten, is nog meer onderzoek nodig – en dat is niet goedkoop. Dankzij een eerdere crowdfundactie haalde Veltrop al ruim 80.000 euro op. Met een aanvullende actie via Health Foundation Limburg, een stichting die fondsen werft voor wetenschappelijk onderzoek in het Maastricht UMC+, hoopt hij nog eens een paar ton binnen te kunnen halen. “Omdat dit zulk patiëntspecifiek onderzoek betreft, is het ontzettend duur. Momenteel worden veel stollingsproblemen bij patiënten verholpen door een medicijn dat gebruikte wordt door miljoenen mensen wereldwijd. Ik wil hartfalen bij de bron aanpakken, door het bloed (en dus DNA) van de patiënt zelf te gebruiken, werk ik patiëntspecifiek. Bij het oplossen van een monogenetische aandoeningen is behandeling op maat noodzakelijk, omdat de cellen van ieder individu zich op hun eigen manier gedragen.”

Zodra Veltrop met zijn onderzoek en behandelmethode het leven van ook maar één patiënt kan redden, is zijn ultieme doel bereikt, vertelt hij. “Dat zou fantastisch zijn, en zó waardevol. Ik heb zelf ondervonden hoe het is om veel last te hebben van hartfalen. Alle medicatie, pijn, vermoeidheid en operaties. Als ik dát kan voorkomen voor ook maar één iemand, dan is het dit allemaal waard geweest. In het lab klopt het in elk geval allemaal. Letterlijk: ‘mijn’ gecorrigeerde hartcellen kloppen écht. Wat was dat mooi om te zien toen dat voor de eerste keer lukte! En het mooie is: omdat ik alleen het bloed van patiënten nodig heb, is de belasting voor de patiënt minimaal. Stamcellen blijven gewoon delen, dus kan ik een onbeperkte hoeveelheid hartcellen maken voor onderzoek en therapie. Dat is een heel ander verhaal wanneer je hartweefsel moet afnemen: aangezien hartcellen zich niet meer delen, groeit het weefsel niet meer aan en kun je maar een beperkte hoeveelheid weefsel gebruiken.”

Veltrop ontving in de afgelopen jaren al drie wetenschappelijke prijzen voor zijn onderzoek en hoopt zijn methode in de komende jaren zodanig door te ontwikkelen, dat het terugplaatsen van gecorrigeerde hartcellen bij patiënten uiteindelijk mogelijk wordt. U kunt zijn onderzoek steunen door te doneren via www.actiehartenvaatonderzoekfondslimburg.nl/project/bloedcel-wordt-hartcel

Tekst: Yara Hoogvliet
Beeld: HPNL