Een hartslag wordt opgewekt door elektrische signalen. In een gezond hart bewegen de signalen zich in een gelijkmatig patroon door het weefsel. Wanneer het weefsel beschadigd raakt, worden die patronen complexer en zelfs chaotisch, tot ze uiteindelijk hartritmestoornissen veroorzaken. Prof. Dr. Natasja de Groot, cardioloog-elektrofysiloog in het Erasmus MC, wil met haar onderzoek zicht krijgen op die complexe elektropathologie. Uiteindelijk moet dit leiden tot een effectieve behandeling van hartritmestoornissen.

Is er nog geen effectieve behandeling?

“Nee, helaas. En dat terwijl steeds meer mensen er last van krijgen – hartritmestoornissen zijn de cardiovasculaire epidemie van de 21e eeuw. Atriumfibrillatie, ook wel bekend als ‘boezemfibrillatie’, is de meest voorkomende hartritmestoornis. Die kun je behandelen met pillen, maar dat levert vaak weinig op, terwijl de medicatie heftige bijwerkingen kan veroorzaken.

Het is ook mogelijk een hartritmestoornis op te heffen met een schok. Dan is die op dat moment voorbij, maar de patiënt kan later gewoon weer hetzelfde krijgen. Voorkomen kun je het hier in ieder geval niet mee. Verder is ablatietherapie een mogelijkheid. Dat is een invasieve behandeling waarbij elektrisch beschadigd weefsel wordt weggebrand. Dat moet soms meerdere keren herhaald worden en heeft uiteindelijk lang niet altijd effect.”

De Groot is, naast Electrofysioloog in het Erasmus MC, als Scientific Leader verbonden aan het Medical Delta Cardiac Arrhythmia Lab Programma. “Met het programma willen we beter in kaart brengen wat een specifieke hartritmestoornis veroorzaakt. Als we dat weten, kunnen we uiteindelijk patiënt-specifiek en daarmee effectiever behandelen. Dat scheelt een hoop onnodige of soms schadelijke medicatie, onnodige operaties, en leidt tot betere resultaten voor de patiënt.“

Hoe gaat dit onderzoek leiden tot een effectievere behandeling?

“We weten nog niet zo veel over het mechanisme achter hartritmestoornissen. In ons onderzoek meten we de elektrische golven in het hart om meer over dat mechanisme te weten te komen. Dat kan alleen bij mensen die een openhartoperatie ondergaan. We vragen hen mee te doen aan het onderzoek. Onder hen zijn ook mensen die geen hartritmestoornissen hebben, zodat we vergelijkingen kunnen maken. Want bij mensen die ze niet hebben, zien de elektrische golven er heel anders uit.

Ten behoeve van het onderzoek, hebben we het Atrial Fibrillation Innovation Platform opgericht, een stichting waarbinnen patiënten actief meedenken en meewerken. De ervaringen en bevindingen van patiënten helpen ons als wetenschappers met het in kaart brengen en begrijpen van hartritmestoornissen.”

De elektrische signalen van patiënten met hartritmestoornissen vormen geen gelijkmatige golfbeweging. Waardoor wordt dat veroorzaakt?

“Beschadigd weefsel geleidt de golven anders dan gezond weefsel. Het weefsel raakt beschadigd door bijvoorbeeld overgewicht, diabetes en ouderdom, maar ook door een hartinfarct. We zien dat de golven bij beschadigd weefsel niet alleen ongelijkmatig door het weefsel bewegen, maar eigenlijk in drie dimensies alle kanten op schieten.

Daarbij gedraagt de binnenkant van het weefsel zich ineens heel anders dan de buitenkant, waar dat normaal gesproken één beweging is. Als die zogenaamde elektropathologie boven een bepaalde waarde komt, krijgt de patiënt ritmestoornissen. Een eerste episode duurt maar een paar seconden, daarna wordt dat langer, tot het niet meer stopt.

Verder hebben we ontdekt dat de bundel van Bachmann, die een soort snelweg vormt tussen het linkeratrium en het rechteratrium, toch niet echt een snelweg is. Die raakt namelijk heel snel beschadigd, waardoor de signalen niet goed worden doorgegeven.”

Waarom doen de elektrische signalen in beschadigd weefsel zo gek?

“Daarvoor moet je kijken op structuurniveau. Binnen het Medical Delta Cardiac Arrhythmia Lab werk ik daarvoor onder meer samen met prof. dr. Bianca Brundel, een moleculair bioloog. Zij probeert daarvoor een goede verklaring te vinden.

Een aantal jaar geleden sprak Bianca na mij op een symposium en ze zag een mogelijkheid om samen onderzoek te doen. Ik op het vlak van de elektrofysiologie, zij op het gebied van het hartweefsel. We hebben toen, twee nog heel jonge vrouwen, een subsidie aangevraagd waarvan werd gezegd dat die meestal werd toegekend aan gevestigde namen. We waren natuurlijk hartstikke trots toen we het toch kregen en samen verder konden werken. Sindsdien hebben we samen meerdere onderzoekstrajecten doorlopen.”

Met wie werk je nog meer samen?

“Om de signalen te kunnen meten, heb je heel specifieke techniek nodig, die nog niet bestond op het moment dat we ons onderzoek begonnen. Mijn collega prof. dr. ir. Ton van der Steen, voorzitter van Medical Delta, heeft me op een gegeven moment meegenomen naar de TU Delft en me voorgesteld aan prof. dr. ir. Alle-Jan van der Veen en prof. dr. ir. Wouter Serdijn.

Alle-Jan houdt zich bezig met signaalanalysetechnieken, zoals die bijvoorbeeld in de radioastronomie worden gebruikt. Wouter houdt zich bezig met bio-electronics en heeft de electroden ontwikkeld waarmee we de metingen kunnen doen. In het Medical Delta programma komen verschillende disciplines samen en werken we aan hetzelfde doel, waardoor we nog beter onderzoek kunnen doen.”

Inmiddels hebben jullie door deze samenwerking heel veel data verzameld. Wat gaat dat uiteindelijk opleveren?

“We werken toe naar behandeling die zich richt op herstel van de structuur van het weefstel en dus de elektrische geleiding. De eerste pilotstudie is inmiddels gestart en de eerste bloedsamples worden onderzocht.”

Je spreekt met veel hartstocht over je onderzoeksgebied. Waar komt die vandaan?

“Dat begon eigenlijk al op de middelbare school. Ik vond het heel interessant toen we het hart bespraken, veel interessanter dan bijvoorbeeld moleculaire systemen. Dat hart kon ik heel goed begrijpen: een pomp met buizen dat zich volgens natuurkundige wetten gedraagt.

Toen ik later geneeskunde studeerde, woonde ik een lezing bij van een cardioloog en ik vond het meteen geweldig. Vanaf dat moment heb ik al mijn onderzoeken bij cardiologie gedaan. Toen het tijd was voor een AIO-plek wilde ik dat doen bij het de afdeling echocardiografie, maar daar was geen plek. Daardoor kwam ik toevallig bij elektrofysiologie terecht. Vanaf het moment dat ik daar een ablatieprocedure bijwoonde, heb ik, zoals dat heet, mijn hart verpand.”

Dit artikel verscheen ook op de website van Medical Delta.

De oratie van prof. dr. Natasja de Groot is hier terug te zien.

Meer over het werk van prof. dr. Natasja de Groot leest u hier.