Weiterer Entwicklungsschritt bei Herztherapie

Innsbrucker Herzchirurgie gelingt Nachweis für neue Auswirkung bei Stoßwellentherapie. Erschütterung des Herzmuskels setzt kleinste Zellmoleküle frei und startet damit Regenerationsprozess des Herzmuskels.

(red/czaak) Das große therapeutische Potential der Stoßwellentherapie für die Regeneration des Herzmuskels nach einem Infarkt konnten Innsbrucker Herzchirurgen in der Zellkultur wie auch im Tiermodell bereits belegen. Nun gelang dem Innsbrucker Team der Nachweis, dass die Stoßwellen bedingte Erschütterung des Herzmuskels die Freisetzung kleinster zellulärer Vesikel auslöst und damit sodann der Regenerationsprozess eingeleitet wird. Die neue Erkenntnis wird nun umgehend in eine laufende klinische Studie in Innsbruck einfließen.

Dass Stoßwellen auch zur Regeneration des minderdurchbluteten Herzmuskels nach Herzinfarkt geeignet sind, belegen die Forschungen rund um die zugrunde liegenden molekularen Mechanismen sowie der Entwicklung eines spezifischen Prototypen für die klinische Praxis durch das Team um Johannes Holfeld von der Innsbrucker Univ.-Klinik für Herzchirurgie. In zahlreichen Zellkultur- und Tiermodellen konnte das Team zeigen, dass Stoßwellen nach einem Herzinfarkt zu einer Neubildung von Blutgefäßen (Angiogenese) führen, indem ein bestimmter Rezeptor (Anm. Toll-like Rezeptor 3/TL-3) des angeborenen Immunsystems aktiviert wird, der die gefäßbildenden und immunmodulierenden Effekte anregt.

Angeborener oder nicht angeborener Mechanismus
Bislang war nicht bekannt, wie TL-3 aktiviert wird. Nun konnten die Herzchirurgen Can Gollmann-Tepeköylü, Leo Pölzl und weitere Kollegen aus dem Team um Holfeld neue molekularbiologische Details dieses Wirkmechanismus‘ aufklären. „In der Zellkultur wie auch im Mausmodell konnten wir erstmals zeigen, dass die für die Angiogenese verantwortlichen Endothelzellen nach der mechanischen Stimulation durch die Stoßwellen kleinste Mikrovesikel, sogenannte Exosomen, freisetzen. Diese extrazellulären Vesikel transportieren Botenstoffe, die TLR-3 aktivieren und so die Gefäßneubildung einleiten“, erläutert Gollmann-Tepeköylü die im renommierten Fachjournal Cardiovascular Research veröffentlichten Erkenntnisse.

Den Innsbrucker Herzspezialisten gelang es zudem, die freigesetzten Exosomen zu isolieren und genauer zu charakterisieren. „Der infarktgeschädigte Herzmuskel von Mäusen regenerierte nach der neuen Methode deutlich besser und genau dieser Mechanismus wird auch durch Stoßwellen ausgelöst, die während einer Bypass-Operation an den geschädigten Herzmuskel abgegeben werden“, ergänzt Leo Pölzl den spezifischen und bislang unbeschriebenen Prozess. In der Freisetzung der Mikrovesikel vermuten die Innsbrucker Experten einen angeborenen Mechanismus, mit dem der Herzmuskel auf die Erschütterungen antwortet. „Es ist quasi ein Hilferuf der Zellen zur Gefäßneubildung“, so Pölzl.

Antrieb für Therapieentwicklung
Die neuen Ergebnisse aus dem Herzchirurgischen Forschungslabor, die das molekulare Verständnis der Stoßwellentherapie nach Herzinfarkt grundlegend erweitern, sollen nun umgehend in die laufende CAST-Studie (Safety and Efficacy of Cardiac Shockwave Therapy in patients undergoing coronary artery bypass grafting) unter der Leitung von Johannes Holfeld und in der Folge auch in eine geplante multizentrische Studie einfließen.

„Sobald die klinische Prüfung abgeschlossen ist, könnten entsprechende Stoßwellengeräte, wie sie von uns bereits entwickelt wurden, sehr schnell hergestellt und in der klinischen Routine einsetzbar sein“, unterstreicht Holfeld. Von der innovativen Therapie könnten Patienten nach Herzinfarkt und mit Herzschwäche profitieren, die für eine Bypass-Operation vorgesehen sind, so die Erwartung der Innsbrucker Herzchirurgiespezialisten.