donderdag 17 juli 2025
Wereldwijd zijn hart- en vaatziekten nog altijd een van de grootste bedreigingen voor onze gezondheid. Prof. dr. Daniël Pijnappels wil dit tegengaan door nieuwe regelsystemen voor het hart te ontwikkelen, zodat deze ziektes sneller en beter kunnen worden behandeld of zelfs voorkomen.
“Mijn kernexpertise is de elektrofysiologie van het hart, maar al snel realiseerde ik me dat de problemen die we proberen te tackelen niet binnen één vakgebied zijn op te lossen.”
Daniël Pijnappels is hoogleraar Cellulaire elektrofysiologie aan het Leids Universitair Medisch Centrum (LUMC). Daarnaast is hij hoofd van het Laboratorium Experimentele Cardiologie van het LUMC en sinds kort benoemd tot Medical Delta hoogleraar Cardiovasculaire detector-effector technologie, met een aanstelling aan de faculteit Elektrotechniek, Wiskunde en Informatica (EWI) van de TU Delft.
Je bent benoemd tot Medical Delta hoogleraar. Wat betekent dat voor jou?
“Ik zie het als een mijlpaal - al zijn we natuurlijk nog lang niet klaar. Het is een bevestiging dat wat we doen wordt gewaardeerd en erkend. Bij een hoogleraarsbenoeming zie je soms dat een instituut een bepaalde richting op wil en dat een benoeming helpt om dat te realiseren. Een benoeming kan echter ook een erkenning zijn van wat je al bereikt hebt. In dit geval zie ik vooral dat het LUMC en TU Delft laten zien hoe belangrijk en relevant ze ons werk vinden en dat ze daar ook meer aandacht aan willen geven.
Persoonlijk is het voor mij als het realiseren van een langgekoesterde wens. Ik ben opgeleid als onderzoeker, maar ik heb me altijd ook een uitvinder gevoeld. Door de benoeming aan TU Delft is mijn speelveld breder geworden. We kunnen nu dingen gaan maken waar we eerder alleen over konden praten. Het zorgt ervoor dat ik me nog meer als uitvinder kan uiten.
Maken is voor mij engineering. In de biologie probeer je de natuur te begrijpen; bij engineering stel je je iets voor dat nog niet bestaat, maar wél nuttig kan zijn en dat ga je dan maken. Die benadering passen wij ook toe in ons lab. We zijn naast het verklaren van wat er al is, vooral bijzonder geïnteresseerd in het ontwikkelen van iets nieuws. Zoals het schokvrij beëindigen van hartritmestoornissen.”
Kun je kort vertellen wat jouw expertise is?
“Mijn expertise, of beter gezegd: die van onze hele groep, ligt in het creëren van nieuwe biologie en het integreren daarvan met technologie. Met als doel hartschade en ritmestoornissen beter te begrijpen én te behandelen. We werken daarbij als collectief. De basis van ons lab is interdisciplinair denken en doen.
De elektrofysiologie van het hart is mijn kernexpertise, maar al snel realiseerde ik me dat de problemen die we proberen te tackelen niet binnen één vakgebied zijn op te lossen. Hartschade en ritmestoornissen staan namelijk nooit op zichzelf; er zit vrijwel altijd een bredere ziekte achter. Het hart is bovendien een complex, interdisciplinair orgaan: biologie, natuurkunde, chemie, engineering en geneeskunde komen erin samen.
Al snel realiseerde ik me dat de problemen die we proberen te tackelen niet binnen één vakgebied zijn op te lossen.Mijn eigen expertise is daardoor ook breder geworden. Ik ben met verschillende universitaire disciplines gaan samenwerken en heb gaandeweg de taal en gedachtegangen van anderen leren begrijpen. Mijn kracht ligt nu vooral in het samenbrengen en houden van al die vakgebieden door duidelijke, gedeelde doelen te formuleren en daartoe de middelen beschikbaar te krijgen. Zodat we samen iets bereiken, terwijl ieder ook zijn eigen doel kan verwezenlijken.
Dat is niet eenvoudig. Een engineer denkt en handelt toch net iets anders dan een bioloog of arts. En het doel van de een is niet per se interessant voor de ander. Dan is het belangrijk om elkaar te vertrouwen en elkaar iets te gunnen. Dat blijft wel uitdagend, we zijn allemaal net even anders ‘gebakken’.”
Wat zijn je persoonlijke drijfveren, waarom ben je wetenschapper geworden?
“Mijn drijfveren zitten op meerdere lagen. Allereerst het plezier dat ik eruit haal en het besef dat ik het enorme voorrecht heb om dit te mogen doen. Er zijn zó veel mensen die die kans nooit krijgen. Als ik het moet samenvatten, dan is de kern van mijn motivatie: creativiteit. Continu iets creëren: nieuwe doelen, nieuwe kennis, nieuwe systemen, nieuwe onderzoekers opleiden.
Het gaat daarbij ook om wat je in mensen kunt losmaken. Sommige onderzoekers die bij ons in het lab beginnen, hebben nog nooit een publicatie geschreven of een groot onderzoek uitgevoerd. Het is geweldig om hen te mogen begeleiden, om te zien hoe ze groeien en daar een bijdrage aan te leveren.
Dat ik uiteindelijk bij het hart terecht ben gekomen, is deels toeval. Ik wist al heel vroeg dat ik iets met onderzoek wilde doen. Als kind was ik al in de weer met reageerbuisjes en microscopen, ik verzamelde schedels en was veel in de natuur.
Maar nog liever dan onderzoeker wilde ik uitvinder worden. Als kind was ik ervan overtuigd dat ik nieuwe kleuren kon uitvinden. Tijdens mijn studie en stages kwam ik in aanraking met inspirerende mensen én met het onderwerp hart, en toen viel het op z’n plek.
Het hart is, naast het brein, het meest fascinerende orgaan. Het is een mechanische pomp die elektrisch wordt aangestuurd, met een bijzonder complexe weefselstructuur. Hartspiercellen worden net zo oud als wij, ze vernieuwen zich niet, in tegenstelling tot cellen in bijna alle andere organen. Er is iets bijzonders aan het hart en weinig problemen met het hart zijn simpel.”
Het zorgstelsel staat steeds meer onder druk. Hoe kan jouw onderzoek daaraan bijdragen?
“Wat wij doen, is het aanpassen van eigenschappen van organen. We proberen het hart zó te veranderen dat het zichzelf kan herstellen en corrigeren, bijvoorbeeld bij een hartritmestoornis. Normaal gesproken kan het hart dat niet zelf; het moet van buitenaf worden gedefibrilleerd. Ons doel is om dat vermogen ín het hart zelf te brengen, zodat iemand met een hartritmestoornis minder vaak naar het ziekenhuis hoeft.
Als dat lukt, zou dat veel kunnen betekenen: minder ziekenhuisbezoek, minder snel ziek worden, een betere prognose en een hogere kwaliteit van leven.Als dat lukt, zou dat veel kunnen betekenen: minder ziekenhuisbezoek, minder snel ziek worden, een betere prognose en een hogere kwaliteit van leven voor mensen met hartproblemen. Het zou ook preventief ingezet kunnen worden bij mensen met een verhoogd risico.
Hoe dat er precies uit zal zien, weten we nog niet; het staat nog in de kinderschoenen. Maar voor patiënten die nu worden behandeld met wat er beschikbaar is, en waarbij dat onvoldoende werkt, zou deze nieuwe vorm van therapie op termijn écht verschil kunnen maken.”
Hoe is het om met iemand uit een hele andere discipline te beginnen met samenwerken?
“Bij ons ging dat verrassend makkelijk. Dat verbaast me nog weleens. De samenwerking met TU Delft begon in 2016. We wilden beter begrijpen hoe het hart zichzelf zou kunnen defibrilleren. In het hart zitten ionkanalen, eiwitten die elektrische signalen reguleren, die van nature niet gevoelig zijn voor licht. Maar in ons onderzoek brengen we kunstmatig lichtgevoelige ionkanalen in, afkomstig uit bijvoorbeeld algen. Daarmee kunnen we hartcellen met licht beïnvloeden en zo sturen we de elektrische activiteit in het hart. Op die manier proberen we het hart zichzelf te laten corrigeren bij hartritmestoornissen, zonder schok van buitenaf.
We werkten in het lab al met kweekcellen en wilden dat vertalen naar een proefdiermodel. Daarvoor hadden we een implanteerbare LED nodig, maar die bestond niet. Dus ik ging googelen en de eerste relevante hit die ik vond was GuoQi Zhang van TU Delft. Ik mailde hem en binnen een uur kreeg ik antwoord. Drie dagen later zaten we al met elkaar om tafel en snel daarna hadden we het eerste prototype.
Waarom dat zo makkelijk ging? Mede omdat we een hele duidelijke visie hadden. We konden precies uitleggen wat het probleem was en wat we nodig hadden. Het kwartje viel meteen. Zij zagen de uitdaging, begrepen het concept en herkenden wat er voor hén academisch interessant aan was. Er was ook meteen een persoonlijke klik. Dat helpt natuurlijk ook heel erg.
Zhang is van de faculteit Elektrotechniek, Wiskunde en Informatica (EWI) en we werken nog steeds intensief met hem samen. Ook met René Poelma, die toen nog promovendus was en met Willem van Driel, het nieuwe hoofd van de sectie Electronic components, Technology and Materials (ECTM). Mijn benoeming via Medical Delta is aan dezelfde faculteit en dat maakt verschil. Je kunt tien jaar lang samenwerken, maar het blijft toch een samenwerking op afstand. Nu ben je collega’s. Moeilijk precies onder woorden te brengen wat er verandert, maar je merkt dat de toenadering sneller gaat, je schuift aan bij meetings ook als het gaat over beleid. Je wordt onderdeel van de club.”
Wat merkt een patiënt, zorgprofessional of Nederlander straks van jouw werk? Wat hoop je voor hen over vijf jaar te hebben bereikt?
“Vijf jaar is zó voorbij. Dat is heel kort voor het type onderzoek dat wij doen. We ronden nu een studie af waar we een paar jaar aan hebben gewerkt, en daarin hebben we een nieuw deel van onze theorie aangetoond, maar er zijn nog vele stappen te zetten.
Wat ik over vijf tot tien jaar wél hoop te hebben bereikt, is dat de manier waarop wij ons lab hebben ingericht dan geen uitzondering meer is, maar vaker voorkomt. We hebben een leer- en werkomgeving gecreëerd waarin mensen uit verschillende disciplines dagelijks met elkaar samenwerken. Dat is nu nog best bijzonder, maar ik hoop dat het straks vanzelfsprekend is en dat het ook buiten ons lab iets in beweging heeft gezet. Want het écht integreren van disciplines op een vloer, onder een dak, is in mijn ogen de overtreffende trap van samenwerken en van elkaar leren.
Op inhoudelijk vlak hoop ik dat we tegen die tijd verder zijn met het ontwikkelen van systemen waarmee het hart nieuwe functies krijgt en daarmee ook meer mogelijkheden biedt voor mensen met hartproblemen. En dat ons onderzoek dan steeds dichter bij de kliniek komt.”
Met de nieuwe programmering stelt Medical Delta de behoefte vanuit de praktijk meer centraal. Wat is het belang van praktijksituaties voor jouw onderzoek?
“Er zijn natuurlijk verschillende vormen van praktijk. Ten eerste is er de klinische praktijk. Mijn hoofdaanstelling is bij het LUMC, dus de patiënt is letterlijk dichtbij. De mensen die wij met ons onderzoek willen helpen, komen hier gewoon op de afdeling voorbij.
Maar de praktijk is breder dan dat. Het zijn ook de aankomende onderzoekers, studenten en scholieren, de mensen die in de toekomst het verschil gaan maken. Daarom steken we veel tijd in onderwijs en in het laagdrempelig vertalen van ons werk, bijvoorbeeld met animaties. Als je jarenlang tijd en moeite in een project hebt gestoken, vind ik het belangrijk om te laten zien wat we daarmee hebben bereikt. Ook richting de maatschappij die dat onderzoek mede mogelijk heeft gemaakt.
Interdisciplinair samenwerken is essentieel bij het oplossen van complexe problemen.Daarnaast vraagt de praktijk om een andere manier van werken. Interdisciplinair samenwerken is essentieel bij het oplossen van complexe problemen. Ons lab is daar helemaal op ingericht: biologen, natuurkundigen, ingenieurs en artsen werken hier dagelijks samen. We hebben zelfs onze fysieke ruimtes daarop aangepast. Zo hebben we een Bio lab, Sim lab en Tech lab, waardoor er gelijktijdig kan worden gepipetteerd, gesimuleerd en gesoldeerd. Die manier van werken sluit goed aan bij wat de praktijk nodig heeft.”
Je zult veel wetenschappers hebben ontmoet, ook vanuit andere disciplines en instituten. Door wie ben je verrast of wie heeft je echt verder geholpen?
“Mijn mentor wijlen Dick Ypey, emeritus hoogleraar membraanfysiologie, is voor mij belangrijk geweest. Hij heeft mij begeleid op de klassieke mentor-mentee manier. Hij was zeer ervaren en ging bijna met pensioen, ik was de jonge hond vol ideeën en energie. We konden ontzettend goed samen sparren en concepten uitwerken. Ook Martin Schalij, mijn voormalig afdelingshoofd en inkomend voorzitter raad van bestuur van het LUMC, heeft me altijd gesteund. Maar ook Twan de Vries is zeker van belang geweest om van theorie naar praktijk te gaan. En natuurlijk vergeet ik nu anderen te noemen.
Een ander bepalend moment was het eerste gesprek met GuoQi Zhang en René Poelma in Delft. Zij waren direct enthousiast en deden helemaal niet moeilijk. Dan weet je dat je een hele goede partner hebt gevonden. Op de terugweg naar Leiden keken we elkaar aan en wisten we: dit was echt een succesvolle bijeenkomst.”
Wat mis je nog in de samenwerkingen om je doelen te kunnen bereiken? Welke oproep wil je doen?
“Er is op dit moment niet iets wat we nadrukkelijk missen. Wat wél belangrijk is, is een bepaalde bewustwording. Ik was zelf lange tijd gewend om in Leiden te werken en mijn 'home base' te hebben. Maar ik heb geaccepteerd dat mijn werkveld breder is geworden. Dat ik vaker ergens anders actief ben. Dat vraagt iets van je mindset. Je bent minder honkvast, minder autonoom.
Dat is even wennen, maar ik denk dat dat voor de nieuwe generatie vanzelfsprekender zal zijn. Voor hen zal het normaal zijn om over instellingen en disciplines heen te bewegen.”
