Archiv der geförderten Projekte

Ein hoher Druck in den Blutgefäßen der Lunge (sog. Lungenhochdruck, PAH – Pulmonalarterielle Hypertonie) führt zu Herzschwäche und langfristig zu Herzversagen. Bekannt ist, dass Patienten mit chronischer Nierenunterfunktion gehäuft eine PAH entwickeln. Das scheint etwas mit dem Fibroblastenwachstumsfaktor 23 (FGF23) zu tun zu haben: Ist die FGF23-Konzentration erhöht, wachsen Zellen in den Blutgefäßen der Lunge verstärkt und das begünstigt einen Lungenhochdruck. Mit zielgerichteten Antikörpern gegen FGF23 könnte man die Krankheit behandeln. Dazu ist jedoch ein besseres Verständnis der Signalkaskaden nötig. Ziel der Studie ist es, die molekularen Mechanismen weiter zu untersuchen, verschiedene Medikamentenklassen auf ihr Potenzial für die klinische Anwendung hin zu überprüfen und zu ermitteln, ob die PAH durch eine FGF23-Bestimmung im Blut von Patienten mit chronischer Nierenerkrankung früher als bisher erkannt werden kann.

Telemedizinische Behandlungsmethoden werden zunehmend bedeutsam, zum Beispiel zur weiteren Beobachtung, wenn Patientinnen und Patienten nach Operationen nach Hause entlassen sind. Per Smartphone und/oder Smart Watch können sie mit behandelnden Ärzten in Verbindung bleiben und ihre Gesundheitsdaten prüfen lassen. Am Deutschen Herzzentrum München sollen Patienten, die wegen Vorhofflimmerns eine kardiochirurgische Operation (Verödung elektrischer Leitungsbahnen) hatten, ein Jahr lang per Smart Watch nachbeobachtet werden. Die am Handgelenk zu tragende digitale Uhr kann Elektrokardiogramme (EKG) ableiten. Die EKGs werden per App an die behandelnden Ärzte übersandt. Die Erfolgsrate der Operation wird auf diese Weise überprüft, ohne dass wie bisher Ereignisrekorder implantiert oder die vielfach als aufwändig empfundenen Langzeit-EKGs abgeleitet werden müssen. Bei auftretenden Veränderungen können die behandelnden Ärzte früher als bislang aktiv werden. Die Studienärzte wollen nachweisen, dass sich die Behandlung per Telemedizin optimieren lässt.

Bei persistierendem Vorhofflimmern mit belastender Symptomatik wird teils die elektrische Kardioversion angewendet – ein kurzer, synchronisierter Stromstoß, um das Herz wieder in den normalen Rhythmus zu überführen. Häufig kommt es jedoch innerhalb kurzer Zeit erneut zu Vorhofflimmern. Eine therapeutische Beeinflussung des autonomen Nervensystems, das die Herzfunktion steuert, könnte das Wiederauftreten von Vorhofflimmern verhindern oder verzögern. In der klinischen Studie wird mit einem Reizstromgerät ein minimaler Stromimpuls an einen Ast des Vagusnervs am Ohr abgegeben – eine Methode, die bereits bei Krampfanfällen oder Tinnitus zum Einsatz kommt. 60 Patienten werden für eine Gesamtdauer von 3 Monaten mindestens eine Stunde täglich über eine Ohrelektrode stimuliert und weitere 60 Patienten zur Kontrolle nur scheinstimuliert – weder Patienten noch auswertende Prüfärzte wissen, wer aktiv behandelt worden ist und wer nicht (Doppelblind-Verfahren). Nach Entblindung der Daten kann verglichen werden, inwiefern sich die Symptomatik des Vorhofflimmerns sowie das Auftreten von Komplikationen innerhalb eines halben Jahres reduziert hat.

Das grundlagenwissenschaftliche Forschungsprojekt beschäftigt sich mit der Regenerationsfähigkeit von Herzmuskelzellen, also die Fähigkeit zur Selbstreparatur. Dies ist wichtig für die Entwicklung neuer Therapieansätze bei Herzschwäche. Dazu hat die Arbeitsgruppe bereits ein neues Tiermodell zur Untersuchung solcher Regenerationsmechanismen entwickelt. Sie ermöglichen bei neugeborenen Mäusen die Anpassung des Herzens an Stressoren. Von Bedeutung sind dabei bestimmte Zellen des Immunsystems, besonders Makrophagen. Ziel ist es, die Rolle und Funktion bestimmter Arten von Makrophagen bei der Regenerationsfähigkeit von Herzen im Neugeborenenalter zu untersuchen.  Dies könnte Hinweise geben auf Behandlungsoptionen zum Schutz und/oder zur Regeneration erwachsener Herzen nach einer Verletzung oder Belastung.

Viele Erwachsene mit angeborenen Herzfehlern haben eine auffällige Lungenfunktion. Die körperliche Leistungsfähigkeit kann neben kardiologischen Gründen, wie der Herzerkrankung selbst, oder dem Trainingszustand auch aufgrund der Lunge eingeschränkt sein. Dies kann an einer Überblähung der Lunge, die erst unter Belastung auftritt, liegen: die eingeatmete Luft kann unter Belastung nicht mehr vollständig ausgeatmet werden, weshalb mit jedem Atemzug immer weniger Frischluft in die Lunge gelangt. Diese sogenannte dynamische Überblähung der Lunge sowie deren Messung unter Belastung, ist wissenschaftliches Neuland. Im Rahmen der aktuellen Studie soll geklärt werden, wie viele Patientinnen und Patienten mit angeborenem Herzfehler bei einem Belastungstest eine Lungenüberblähung entwickeln. Ferner sind mögliche Risikofaktoren zu identifizieren und bei einer solchen dynamischen Überblähung die Patienten einer weiteren Diagnostik bei einem Lungen-Facharzt zuzuführen.

Wenn während herzchirurgischer Operationen die Herz-Lungen-Maschine (extrakorporale Zirkulation, EKZ) zum Einsatz kommt, reagiert der Körper mit einer Entzündungsreaktion. Diese wird durch den Blutkontakt mit der Herz-Lungen-Maschine ausgelöst. Werden dabei übermäßig Entzündungsbotenstoffe ausgeschüttet, kann es zu einem lebensgefährlichen Entzündungssturm kommen. Daher wurden spezielle Filter entwickelt, die solche Botenstoffe abfangen. Im Blut befinden sich auch Vorläuferzellen (Stammzellen), deren Anzahl bei der Entzündungsreaktion, ebenfalls abweicht. In der Pilotstudie soll der Zusammenhang zwischen Entzündungsreaktion bei Herzoperation und der Zahl der Stammzellen bei Anwendung des Spezialfilters untersucht werden. Dies soll Aufschluss darüber geben, zu welchen Zeitpunkt zuverlässig eine übermäßige Entzündungsreaktion vorhergesagt werden kann. Daraus ergeben sich Hinweise auf die Anwendung des Filtersystems mit womöglich günstigen Auswirkungen auf die kurz- und mittelfristigen Überlebenschancen der Patienten.

Wenn die Herzklappe zwischen rechtem Herzvorhof und rechter Herzkammer (Trikuspidalklappe) undicht wird, aber die häufig alten Patientinnen und Patienten nicht operiert werden können, dann steht die neue Behandlungsoption einer Katheter-basierten Klappenreparatur zur Verfügung. Allerdings ist bislang nicht geklärt, welche der Betroffenen am meisten von der Therapie profitieren – der übliche Herzultraschall (Echokardiographie) reicht für diese Einschätzung nicht aus. Um die Funktion des rechten Herzens besser beurteilen und den Verlauf nach Klappenreparatur besser als bislang vorhersagen zu können, erfolgt in der klinischen Studie eine Echokardiographie unter körperlicher Belastung auf einem Liegefahrrad. Zusätzlich werden bei einigen Patienten eine kardiale Magnetresonanztomographie (CMR) sowie mit einem Spezialkatheter bestimmte Druckmessungen im Herzen vorgenommen. Ziel ist es, das Verständnis für das Krankheitsgeschehen und die Patientenauswahl für die neue Behandlungsmethode zu verbessern.

Kinder und Jugendliche mit Adipositas haben im späteren Leben ein erhöhtes Herzinfarktrisiko. Die chronisch erhöhten Blutfettwerte verursachen eine Entzündung in den Gefäßwänden und fördern auf diese Weise die Atherosklerose (Gefäßverkalkung). Es gibt Hinweise darauf, dass es mit einer spezifischen Impfung gelingen könnte, das Fortschreiten der Atherosklerose zu verhindern. Grundlage der Impfung sind die Wechselwirkungen zwischen spezifischen Zellen des Immunsystems (T-Zellen) und Strukturkomponenten bestimmter Blutfette (LDL-Cholesterin). Die Funktion der T-Zellen soll zwischen 190 Kindern und Jugendlichen mit Adipositas und 43 normalgewichtigen Teilnehmerinnen und Teilnehmern im Alter von 8 und 17 Jahren untersucht werden. Geklärt wird, ob das Immunsystem adipöser Kinder und Jugendlicher die Voraussetzungen für eine Impfung gegen Atherosklerose erfüllt.

Bei Herz-Kreislauf-Erkrankungen spielen Blutgerinnselbildungen (Thrombosen) eine maßgebliche Rolle. Die Gerinnung mit Medikamenten zu hemmen, ist deshalb essenzieller Bestandteil verschiedener Behandlungsstrategien bei Schlaganfällen, Herzinfarkten oder Venenthrombosen. In jüngster Zeit wird hierbei versucht, bestimmte Gerinnungsfaktoren spezifisch auszuschalten – im Unterschied zu früheren unspezifischen Behandlungsansätzen. Zur Hemmung des Gerinnungsfaktors XIIIa (FXIIIa) war es lange nicht gelungen, spezifische Hemmstoffe zu entwickeln. Zuletzt haben sich Varianten des Moleküls Tridegin aus dem Amazonas-Riesenblutegel Haementeria ghilianii als vielversprechend erwiesen. Diese Verbindungen sollen weiter untersucht, deren Potenzial für die chemische oder auch biotechnologische Herstellung geprüft sowie präklinisch getestet werden. Ziel ist es, potenzielle Kandidaten für einen Arzneistoff zu entwickeln, mit dem FXIIIa sicher und effektiv gehemmt werden kann.

Ziel dieses grundlagenwissenschaftlichen Projekts ist es, neue Ansätze zur Behandlung bei Herzrhythmusstörungen wie Vorhofflimmern zu entwickeln. Begünstigt werden solche Arrhythmien durch Veränderungen des Kalziumstoffwechsels der Herzmuskelzelle, u.a. durch einen verstärkten Verlust von Kalzium-Ionen (diastolisches Kalziumleck) aus dem intrazellulären Kalziumspeicher. Dies steht u.a. in Verbindung mit einer lokal verminderten Aktivität eines Enzyms, der Protein-Phosphatase 1. In dem Forschungsvorhaben soll die Rolle dieses Enzyms mittels eines neuartigen lichtaktivierbaren Peptids genauer untersucht werden. Die Effekte werden sowohl bei Herzmuskelzellen von Mäusen als auch in isolierten menschlichen Herzmuskelzellen von Patienten mit Vorhofflimmern untersucht.