Eine schwere Herzmuskelschwäche lässt sich meist nur mit Medikamenten oder einer Transplantation behandeln. Ein „Herzpflaster“ aus Stammzellen könnte neue Therapiemöglichkeiten eröffnen – das Verfahren wird nun weltweit erstmals klinisch geprüft.
Aus Stammzellen hergestelltes Herzmuskelgewebe, umgangssprachlich „Herzpflaster“ genannt, eröffnet neue Möglichkeiten der Therapie von Herzschwäche.
Universitätsmedizin Göttingen / hzg
Sind Herzmuskelzellen einmal zerstört, wachsen sie nicht wieder nach – es kommt zu einer Herzmuskelschwäche, die mit einer eingeschränkten Pumpkraft des Herzens einhergeht. Eine Herzschwäche ist nicht heilbar. Medikamentöse Therapien oder der Einsatz eines Defibrillators können die Erkrankung nur verlangsamen und Betroffene vor einem plötzlichen Herztod schützen; sie führen jedoch nicht zu einem Wiederaufbau von Herzgewebe und stärken die Herzfunktion deshalb nicht nachhaltig. Eine zusätzliche – und weltweit neuartige – Behandlungsoption bietet ein biologisches „Herzpflaster“, dessen Einsatz beim Menschen derzeit in einer klinischen Studie an der Universitätsmedizin Göttingen (UMG) geprüft wird.
Durchbrüche in der Grundlagenforschung ermöglichen Fortschritt im Labor
Für ein solches Herzpflaster – in der Wissenschaft Engineered Human Myocardium (EHM) genannt – nutzen die Forschenden sogenannte induzierte pluripotente Stammzellen. Professor Dr. Wolfram-Hubertus Zimmermann und Kollegen an der UMG haben ein Verfahren entwickelt, um daraus „Herzgewebe“ wachsen zu lassen. Das so gezüchtete Gewebe zeigt die Eigenschaften von jugendlichem Herzgewebe und wird in einem minimal-invasiven herzchirurgischen Eingriff auf das erkrankte Herz aufgebracht. Die in dieser Studie geprüften Herzpflaster werden aus 200 bis maximal 800 Millionen Herzmuskelzellen hergestellt. Somit „repariert“ erstmalig neues Herzgewebe das geschwächte Herz.
Grundlagenforschung an der Schwelle zur klinischen Prüfung: Seit über zwei Jahrzehnten wird an der Entwicklung eines „Herzpflasters“ geforscht. Maßgeblich beteiligt daran waren die Institute für Pharmakologie der Universitätskliniken in Erlangen, Hamburg und Göttingen. Die Universitätskliniken Hamburg und Göttingen sind mittlerweile Standorte im vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) initiierten und geförderten Deutschen Zentrum für Herz-Kreislauf-Forschung (DZHK), einem von inzwischen sechs deutschen Zentren der Gesundheitsforschung. Für die erforderliche Grundlagenforschung und die Entwicklung des Herzpflasters stellte das BMBF zusätzlich zur institutionellen Förderung des DZHK insgesamt 2,5 Millionen Euro bereit. An der Universitätsmedizin Göttingen werden derzeit Patientinnen und Patienten rekrutiert, die an der klinischen Studie zur Erprobung des Herzpflasters teilnehmen.
Prof. Dr. Wolfram-Hubertus Zimmermann, Direktor des Instituts für Pharmakologie und Toxikologie an der Universitätsmedizin Göttingen und Entwickler der Herzpflaster-Technologie
Universitätsmedizin Göttingen / spförtner
„In unsere Studie werden Patientinnen und Patienten mit einer fortgeschrittenen Herzschwäche und stark eingeschränkter Herzpumpfunktion eingeschlossen, die bereits bei alltäglicher Belastung unter Atemnot leiden“, beschreibt Professor Zimmermann, wissenschaftlicher Leiter der Studie und Sprecher des Standortes Göttingen des Deutschen Zentrums für Herz-Kreislauf-Forschung (DZHK). „Da die Herzmuskelschwäche durch einen Verlust von Herzmuskelzellen bedingt ist, erscheint die Implantation von Herzmuskelgewebe als logischer Ansatz. Durchbrüche in der Stammzellforschung und im Bereich des Tissue Engineerings erlauben es uns heute, Herzpflaster in großer Menge und in klinischer Qualität herzustellen.“
Für viele Betroffene könnte das Verfahren ein Signal der Hoffnung sein und belastendere Therapieoptionen vermeiden helfen: „Anders als mechanische Kunstherzsysteme verspricht das Pflaster eine biologische Reparatur des Herzens und für unsere Patienten eine verbesserte Lebensqualität“, sagt Professor Ingo Kutschka, Direktor der Klinik für Thorax-, Herz- und Gefäßchirurgie an der Universitätsmedizin Göttingen.
Rekrutierung von Studienteilnehmenden hat begonnen
Die Göttinger Studie trägt das Kürzel „BioVAT-HF-DZHK20“ (Biological Ventricular Assist Tissue in terminal Heart Failure) und hat im Februar mit der Rekrutierung von Studienpatienten begonnen. Insgesamt soll sie 53 Patientinnen und Patienten einschließen. Rekrutiert werden die Teilnehmenden an der UMG und am Universitätsklinikum Schleswig-Holstein, Campus Lübeck sowie am Herz- und Diabeteszentrum NRW in Bad Oeynhausen. Die klinische Leitung der Studie liegt bei Professor Dr. Tim Seidler von der Klinik für Kardiologie und Pneumologie der UMG, sowie Dr. Ahmad-Fawad Jebran, Klinik für Herz-, Thorax- und Gefäßchirurgie der UMG. Das DZHK und die Repairon GmbH, eine Ausgründung der UMG, fördern die Studie zusätzlich zum BMBF-Anteil mit knapp drei Millionen Euro.
Die Studie beruht auf Ergebnissen langjähriger Grundlagenforschung: Zunächst wurden Methoden untersucht, um aus verschiedenen Ausgangsstammzellen spezifische Herzmuskelzellen zu erzeugen. In interdisziplinären Verbünden wurde daraufhin Herzgewebe hergestellt. Nach Abschluss umfangreicher Tierstudien sowie der Entwicklung eines Herstellungsprozesses nach den Regeln des Deutschen Arzneimittelgesetzes und in enger Abstimmung mit dem Paul-Ehrlich-Institut, wurde die BioVAT-HF Studie als weltweit erste klinische Studie zum Wiederaufbau des Herzmuskels über dauerhaft im Herzen angebrachte Herzmuskelzellimplantate genehmigt.
Weltweit leiden 60 Millionen Menschen an einer Herzmuskelschwäche; allein in Deutschland sind etwa vier Millionen Patientinnen und Patienten von dieser Erkrankung betroffen. Rund 500.000 Patientinnen und Patienten mit Herzmuskelschwäche werden pro Jahr stationär behandelt. Das in Göttingen entwickelte „Herzpflaster“ könnte dazu beitragen, die Therapieoptionen erheblich auszuweiten.