Het hart knijpt, duwt en vervormt het weefsel bij elke slag. Het kan een zeer ongemakkelijke plek zijn voor een kankercel. Een studie gepubliceerd in Wetenschap ontdekte dat de mechanische belasting veroorzaakt door de samentrekking, druk en doorgang van bloed de proliferatie van kankercellen in het myocardium kan vertragen. Wanneer deze stress afneemt, gaan de cellen zich sneller vermenigvuldigen. De hartslag houdt ons niet alleen in leven, maar zou daarom een van de redenen kunnen zijn waarom hartkanker zo zeldzaam is.
Tumoren die direct in het hart ontstaan vormen al een klinische uitzondering. Grote autopsiereeksen schatten een frequentie van ongeveer 0,02%, en de gegevens omvatten ook goedaardige formaties zoals myxomen. Kwaadaardige primaire harttumoren zijn daarom nog zeldzamer. Vaker wordt het hart bereikt door metastasen afkomstig van andere organen, die echter minder vaak voorkomen dan het dichte netwerk van bloedvaten doet vermoeden.
Het hart is een moeilijk terrein voor kanker
De bekendste verklaring tot nu toe betrof de celvernieuwing. Hartspiercellen, de spiercellen die verantwoordelijk zijn voor contractie, verminderen hun vermogen om zich na de geboorte te delen drastisch. Minder verdeeldheid betekent ook minder kansen om genetische fouten te accumuleren die het verschijnen van een tumor kunnen bevorderen.
Een onderzoek gebaseerd op de hoeveelheid koolstof-14 aanwezig in DNA schatte dat bij mensen de omzet van hartspiercellen daalt van ongeveer 1% per jaar op 25-jarige leeftijd tot 0,45% op 75-jarige leeftijd. Minder dan de helft ervan wordt in een mensenleven vervangen. Het hart behoudt zijn cellen lange tijd en als het beschadigd is, heeft het de neiging de wond met een litteken te sluiten in plaats van de volledig functionele spieren weer op te bouwen. Een robuuste oplossing, zolang niemand vraagt om met enthousiasme te regenereren.
Deze traagheid verklaarde echter slechts een deel van het verhaal. Tumorcellen afkomstig uit andere organen doorkruisen voortdurend samen met het bloed het hart en kunnen, althans op papier, een goed doorbloed weefsel vinden waar ze kunnen stoppen. Het gebeurt veel minder dan verwacht.
De internationale groep, gecoördineerd door het Cardiovasculair Biologisch Laboratorium van het Internationale Centrum voor Genetische Technologie en Biotechnologie van Triëst, samen met de Universiteit van Triëst en het Monzino Cardiologiecentrum, observeerde aldus de rol van de fysieke krachten die door het myocardium gaan.
Om dit te testen combineerden de onderzoekers muismodellen, in het laboratorium vervaardigde hartweefsels en monsters van zeldzame menselijke metastasen. In experimentele systemen die aan een normale hartbelasting werden blootgesteld, prolifereerden tumorcellen minder. Door de druk en spanning te verminderen, werd de groei hervat. Het effect werd waargenomen bij cellen van verschillende tumoren, waaronder long-, colon- en melanoom.
Slaan verandert de manier waarop DNA wordt ‘verpakt’
De druk stopt niet aan het oppervlak van de cel. Het signaal bereikt de kern dankzij Nesprin-2, een eiwit dat fungeert als schakel tussen de interne structuur van de cel en de nucleaire envelop.
Onder invloed van mechanische belasting veranderen de methylering van histonen en de verdichting van chromatine, het materiaal dat bestaat uit DNA en eiwitten dat in de kern is opgeslagen. In eenvoudiger bewoordingen verandert de cel de manier waarop hij zijn DNA vouwt: sommige regio’s die betrokken zijn bij proliferatie worden minder toegankelijk en de deling vertraagt.
Toen de onderzoekers Nesprin-2 in de tumorcellen deactiveerden, herwonnen ze het vermogen om te groeien, zelfs in de aanwezigheid van normale hartstress. Het eiwit lijkt daarom de beweging van het hart te transformeren in een biologische boodschap die de genen kan bereiken.
Analyse van menselijke hartmetastasen identificeerde chromatineveranderingen die compatibel waren met die waargenomen in experimentele modellen. Er waren maar weinig beschikbare monsters, zoals verwacht in het licht van zulke zeldzame laesies, en dit deel van het werk biedt biologische bevestiging zonder te meten hoeveel het mechanisme weegt bij verschillende patiënten.
Dezelfde bescherming maakt het moeilijk om het hart te herstellen
De ontdekking brengt ook een lastig compromis aan het licht. De krachten die tumorcellen tegenhouden, helpen ook hartcellen stil te houden. Het hart krijgt stabiliteit en enige weerstand tegen kanker, terwijl het een groot deel van zijn vermogen verliest om zichzelf weer op te bouwen na een hartaanval of ander letsel.
De auteurs veronderstellen dat gecontroleerde mechanische stimuli op een dag ook zouden kunnen worden ontworpen om de tumorgroei in andere weefsels te vertragen. Voorlopig bevinden we ons op het gebied van preklinisch onderzoek: er is een gebrek aan apparaten, doseringen en veiligheidstests die de druk die op een cel wordt uitgeoefend kunnen omzetten in een therapie die op mensen kan worden toegepast. De ICGEB geeft zelf aan dat de studie geen onmiddellijke klinische toepassing voorstelt.
Er blijft een nieuwe verklaring voor een oude puzzel. Het hart wordt doorkruist door bloed, ontvangt zuurstof en voedingsstoffen en wordt blootgesteld aan circulerende tumorcellen. Toch biedt het hen een onwelkome omgeving, waar elke samentrekking de kern bereikt en de proliferatie uitnodigt om te vertragen. In het hart lijkt het werken onder druk in ieder geval een voordeel te hebben.
