Gentherapie könnte Herzschrittmacher ersetzen

Los Angeles – Die Injektion eines embryonalen Gens verwandelt Herzmuskelzellen in einen Herzschrittmacher, der in einer tierexperimentellen Studie in Science Translational Medicine (2014; 6: 245ra94) einen kompletten Herzblock kurierte, wenn auch nur vorübergehend.

Der Sinusknoten, eine Ansammlung von wenigen tausend Zellen im Bereich der Einmündung der oberen Hohlvene, gibt im menschlichen Herzen den Takt an. Bei seinem Ausfall kommt es zu einer Bradykardie, die bislang die Implantation eines Herzschritt­machers erforderlich macht.

Das Team um Eduardo Marbán und Hee Cheol Cho vom Cedars-Sinai Medical Center in Los Angeles arbeitet seit einigen Jahren an einer Methode, bei der andere Herzmuskel­zellen die Arbeit des Sinusknotens übernehmen könnten. Sie macht sich dabei Erkennt­nisse der Grundlagenforscher zunutze, nach denen in der embryonalen Phase ein einzelnes Gen, nämlich der Transkriptionsfaktor Tbx18, die Entwicklung von mesenchymalen Stammzellen zum Sinusknoten bestimmt.

Vor zwei Jahren war es den Forschern an Meerschweinchen gelungen, das Gen für Tbx18 mittels eines Adenovirus in Herzmuskelzellen zu integrieren, woraufhin bei den Tieren, deren natürliche Erregungsleitung zuvor geblockt worden war, die Herzspitze die Aufgabe des Schrittmachers übernahm. Jetzt haben die Forscher die „somatische Reprogrammierung“ erfolgreich bei Schweinen durchgeführt, die in etwa ein gleich großes Herz haben wie der Mensch.

Zu Beginn der Studie hatten die Forscher bei zwölf Versuchstieren einen kompletten Herzblock erzeugt, der die Weiterleitung der natürlichen Schrittmacherimpulse durch den AV-Knoten auf die Ventrikel verhinderte. Dies verlangsamte die Herzfrequenz der Tiere von normalerweise 100 auf 50 Schläge in der Minute.

Bei sieben Tieren wurde die ursprüngliche Frequenz durch die Injektion des Gens wieder hergestellt. Bei den anderen fünf Tieren war zur Kontrolle nur ein Farbstoff injiziert worden. Die Wirkung der Gentherapie stellte sich nach zwei Tagen ein, sie hielt jedoch nur etwa 14 Tage an. Danach kam es erneut zu einer Bradykardie.

Die Forscher hoffen, die Gentherapie so weit zu verbessern, dass eine längere Wirkung erzielt wird. Eine klinische Studie ist zum derzeitigen Zeitpunkt noch nicht geplant. Offen ist auch, ob die Gentherapie mit konventionellen Herzschrittmachern konkurrieren könnte, die heute jedes Jahr zehntausendfach implantiert werden und über viele Jahre eine konstante Herzfrequenz garantieren.

Der „biologische Herzschrittmacher“ könnte nach Ansicht von Marbán für Patienten infrage kommen, deren „elektrischer Herzschrittmacher“ aufgrund einer Infektion entfernt werden musste und bei denen nicht sofort ein neuer Herzschrittmacher implantiert werden kann. Ein anderes denkbares Einsatzgebiet könnte die Therapie von angebo­renen Herzrhythmusstörungen sein, da die Gentherapie im Prinzip bereits im Uterus am Feten durchgeführt werden könnte.

rme