Nabije toekomst: het robothart

Van een genetisch gemodificeerd varkenshart tot steunhart, donorhart en robothart: de ontwikkelingen rondom oplossingen voor het eindstadium van hartfalen gaan razendsnel. Toch is het gouden ei nog steeds niet gevonden. Jolanda Kluin, afdelingshoofd hartchirurgie in het Erasmus MC, vertelt over de uitdagingen bij het nabootsen van een hart.

In november vorig jaar overleed de tweede Amerikaan die een genetisch gemanipuleerd varkenshart geïmplanteerd kreeg. Zijn voorganger was al eerder overleden. En ook de eerste Nederlandse patiënt die in 2021 een kunsthart kreeg in het UMC Utrecht, redde het uiteindelijk niet. Hoewel de innovatieve alternatieven voor een harttransplantatie in eerste instantie succesvol worden ontvangen, zitten er toch de nodige haken en ogen aan.

Hoogleraar Jolanda Kluin, het eerste vrouwelijke hoofd hartchirurgie in Europa, ontving deze zomer 11 miljoen euro uit de Nationale Wetenschapsagenda voor haar onderzoek naar een uniek robothart, gemaakt van zachte materialen.

Om te beginnen een klein beetje achtergrondinformatie: wat is precies het verschil tussen een steunhart en een kunsthart?

“Een steunhart heeft de functie om het hart te ondersteunen en is dus geen vervanging voor het gehele hart. De meeste mensen hebben een probleem met de linkerkamer, terwijl de rechterkamer nog wel werkt. We kunnen dan een steunhart, ook wel LVAD genoemd, plaatsen om de linkerkamer te helpen. Het apparaat haalt het bloed uit het hart, dat vervolgens met een buis aan de aorta wordt teruggegeven. Een totaal kunsthart wordt geplaatst bij problemen van beide hartkamers. Bij deze techniek blijven de boezems in het lichaam en worden de twee kamers vervangen. In Nederland doen we deze ingreep niet. Patiënten die hiervoor in aanmerking komen, worden doorverwezen naar Duitsland. Het steunhart plaatsen wordt wel gedaan in Nederland, maar ook dit blijft een zeldzame ingreep.”

Wie komen ervoor in aanmerking?

“Er zijn verschillende indicaties mogelijk, zoals patiënten die een groot infarct hebben gehad, een virusinfectie of een ziekte aan de hartspier waarvan ze niet goed herstellen. Als overbrugging tot er een donorhart beschikbaar is, wordt er dan soms een steunhart geplaatst. Het kan ook een brug naar herstel zijn, bijvoorbeeld bij jonge vrouwen die hartfalen hebben na een bevalling, en bij wie de hoop is dat de linkerhartkamer zich nog zal herstellen. Tot slot zijn er ook patiënten die niet in aanmerking komen voor een transplantatie, maar wel een steunhart kunnen ontvangen.”

Wat zijn de nadelen van zo’n steunhart?

“Vergeleken met de vorige versies van het steunhart is er al veel verbetering gekomen, maar er zijn nog steeds een aantal dingen die je niet kunt. Douchen bijvoorbeeld, want er steekt permanent een kabel uit het lichaam voor elektriciteitsvoorziening. Die is ook gevoelig voor infecties. Daarnaast is het een hele onnatuurlijke manier waarop het bloed wordt rondgepompt, namelijk met een metalen schroef. Er kunnen stolsels ontstaan en door de bloedverdunners die men krijgt, zijn ook bloedingen veelvoorkomende complicaties. Er zijn dus de nodige beperkingen, maar de kwaliteit van leven is al veel beter dan bij het kunsthart. De mensen die daarmee moeten leven moeten vaak permanent in het ziekenhuis blijven en slepen een hele toren met zich mee die enorm veel lawaai maakt. Dat is zeker geen langdurige oplossing.”

U werkt aan een alternatief, het robothart. Het idee hiervoor kreeg u van een octopus, toch?

“Klopt. In de krant zag ik een plaatje van een zachte-robot-octopus, gemaakt door onderzoeker Bas Overvelde. Zijn robots hebben bewegende armen van zachte materialen en kunnen bijvoorbeeld nabootsen hoe een zeester over de zeebodem loopt. Ik dacht: als je die beweging omdraait, komt dit in de buurt van de knijpbeweging die een hart maakt. Met Europese subsidie hebben we uiteindelijk een zacht robothart ontwikkeld dat in een groot proefdier een uur lang de functie van het hart overnam. Het project waar we nu mee bezig zijn duurt zeven jaar en heeft als einddoel om langdurig in een proefdier te kunnen functioneren. De stap naar de mens is nog veel ingewikkelder, ook qua regelgeving, maar ik hoop dat dit binnen tien jaar mogelijk is.”

Wat is de grootste uitdaging bij het maken van een robothart?

“Zachte robotica is een nieuw onderzoeksgebied en er zijn dus veel zaken waar nog niet goed over nagedacht is. Om liters bloed per minuut rond te pompen is bijvoorbeeld veel meer kracht nodig dan om een zeester te laten lopen. Dat is onze grootste uitdaging. Daarnaast moet het hart lang meegaan en mag het natuurlijk niet falen. Als een zeester even hapert maakt dat niet uit en als je een robotnier zou maken die stukgaat, kun je altijd nog aan de dialyse. Bij een hart houdt het dan meteen op. Met kunstharten zijn al veel problemen geweest met elektronica, vaak met dodelijke afloop. Dat willen we voorkomen door een slim design te bedenken dat foutongevoelig is.”

Waarom dan niet eerst een minder cruciaal orgaan maken en meteen een hart?

“In een nier, lever of long zitten specifieke cellen die bijvoorbeeld de taak hebben om afvalstoffen uit het bloed te halen of zuurstof toe te voegen. Die structuur kunnen we nog niet namaken. Maar het hart is in wezen gewoon een pomp, de celstructuur maakt niet zoveel uit. Daarom is het een heel geschikt orgaan om mee te beginnen. Het hart dat we hebben ontwikkeld is in zijn geheel gemaakt van zachte materialen. Het heeft dus geen metalen schroef, zoals het steunhart, maar pompt het bloed rond op een manier die heel erg lijkt op een echt hart. De binnenbekleding willen we maken van een dun laagje cellen van de patiënt zelf, waarmee we de kans op afstoting en complicaties als stolsels en bloedingen hopen te verkleinen. Het hart heeft wel energie nodig. Een echt hart haalt dat uit suikers en zuurstof, ons hart is – net als het steunhart en kunsthart – afhankelijk van elektriciteit. Maar we hopen dit op een efficiënte manier te kunnen doen. Het hart zou zich bijvoorbeeld moeten aanpassen door minder bloed rond te pompen als je slaapt dan wanneer je rent. We willen ook dat het draadloos opgeladen kan worden, bijvoorbeeld in de vorm van een hesje dat je af kan doen om te douchen. Dat vergroot de kwaliteit van leven voor de patiënt.”

Zou het robothart op den duur het donorhart kunnen vervangen?

“Een menselijk hart blijft natuurlijk het beste, ik denk niet dat we ooit iets kunnen ontwikkelen dat mechanisch beter zal zijn dan een donorhart. Aan de andere kant zitten ook daar nadelen aan, zoals dat je afhankelijk bent van medicijnen tegen afstoting. Bij een robothart is dat niet het geval. Er zitten dus voor- en nadelen aan allebei en ik denk dat het elkaar mooi aanvult. Voorlopig is ons doel niet om te concurreren met harttransplantaties, maar om mensen met eindstadium hartfalen een goede kwaliteit van leven te geven. Ik geloof zeker dat dat haalbaar is.”

Tekst: Marion van Es

Foto: Jolanda Kluin | © fotografie Dirk Gillissen

Dit artikel verscheen eerder in het Hartbrug Magazine.