Angeborene Herzfehler: Berliner Forscherin knöpft sich schwere Begleiterkrankung bei Ein-Kammer-Herz vor

PD Dr. Marie Schafstedde, Forscherin am Deutschen Herzzentrum der Charité (DHZC), und ihr Team forschen an einer medikamentösen Therapie für krankhafte Gefäßneubildungen in den Lungengefäßen bei Kindern mit Ein-Kammer-Herz. Finanziell unterstützt werden sie dabei durch eine Gerd Killian-Projektförderung der Deutschen Herzstiftung.

Jedes 100. Kind kommt mit einem angeborenen Herzfehler zur Welt. Etwa ein Prozent dieser Kinder werden mit nur einer funktionsfähigen Herzkammer (univentrikuläres Herz) geboren, einem der schwerwiegendsten Herzfehler. Für Kinder mit einem Ein-Kammer-Herz ist eine vollständige Heilung nicht möglich. Doch dank einer speziellen mehrstufigen Operationstechnik in den ersten Lebensjahren, der Fontan-Operation, wird das Überleben und Wachstum des Kindes mit nur einer Herzkammer ermöglicht. Bei der Fontan-Zirkulation pumpt die vorhandene Herzkammer das sauerstoffreiche arterielle Blut aktiv durch den Körperkreislauf.

Schwerwiegende Begleiterkrankungen von Patienten mit einem Ein-Kammer-Herz sind krankhafte Gefäßneubildungen in den Lungengefäßen, sogenannte pulmonale arteriovenöse Malformationen (pAVM). Sie sind mit einer verringerten Lebensqualität sowie einer erhöhten Erkrankungshäufigkeit und Sterblichkeit verbunden. Folgen der pAVM können insbesondere Atemnot und eingeschränkte Herz-Lungen-Belastbarkeit, chronische Zyanose (Blauverfärbung der Haut) aufgrund des Sauerstoffmangels im Blut und Lungenblutungen sein.

Ein mit der Gerd Killian-Projektförderung der Deutschen Herzstiftung ausgezeichnetes Forschungsvorhaben von PD Dr. Marie Schafstedde, Assistenzärztin der Klinik für Angeborene Herzfehler und Kinderkardiologie des Deutschen Herzzentrums der Charité (DHZC) Berlin, soll nun im Rahmen einer Studie am DHZC mit 50 Patienten langfristig zur Entwicklung einer medikamentösen Therapieform für pAVM beitragen. Der Titel der mit 60.000 Euro geförderten Studie lautet „Auf der Suche nach dem ‚hepatischen Faktor‘: Proteom-, Metabolom- und Zellkulturanalysen bei Patient:innen mit univentrikulärer Physiologie“. Die Projektförderung wurde von der Herzstiftung auf der 56. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Pädiatrische Kardiologie und Angeborene Herzfehler (DGPK) in Hamburg vergeben.

In Blutanalysen dem „hepatischem Faktor“ auf der Spur

In vergleichenden Proteom-, Metabolom- und Zellkulturanalysen suchen Schafstedde (DZHC) und Kooperationspartner am Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin (MDC) nach einem potenziellen Kandidaten für den in der Leber erzeugten „hepatischen Faktor“. Der nämlich hemmt das ungerichtete Wachstum der Blutgefäße und verhindert normalerweise die Ausbildung von pAVM, im Falle seines Fehlens hingegen begünstigt er die Bildung von pAVM. „Mit der Identifikation eines ,hepatischen Faktors‘ könnten wir einerseits den potenziellen Wirkmechanismus der pAVM ergründen und andererseits, falls möglich, im weiteren Verlauf medikamentöse Therapieoptionen gegen pAVM entwickeln, indem wir den fehlenden ,hepatischen Faktor‘ durch einen geeigneten Kandidaten ersetzen“, erklärt Schafstedde.

Den „hepatischen Faktor“ erhoffen sich die Wissenschaftlerin und ihr Team im Zuge von gezielten vergleichenden Blutuntersuchungen von Lebervenenblut und von Blut aus der oberen Hohlvene von 40 Patienten mit einem Ein-Kammer-Herz in unterschiedlichen Stadien der chirurgischen/interventionellen Behandlung zu bestimmen. Als Kontrollgruppe dienen zehn Patienen mit einem anatomisch korrekten Zwei-Kammer-Herz, die einer Herzkatheteruntersuchung unterzogen wurden. Alle Blutproben werden im Rahmen einer routinemäßigen Herzkatheteruntersuchung entnommen und auf deren Protein- und Metabolitzusammensetzung in erste Zellkulturversuchen (in vitro) vom Berliner Institut für Gesundheitsforschung (BIH) und dem MDC untersucht. Eine Metabolom-Analyse sei notwendig, „weil es bislang keine Gewissheit darüber gibt, ob es sich bei dem ,hepatischen Faktor‘ überhaupt oder zumindest ausschließlich um ein Protein handelt. Auch Veränderungen des Lipid- oder Aminosäurestoffwechsels in der Lunge könnten zur Ausbildung von pAVM führen“, erklärt die Ärztin.

Übertragbarkeit der Untersuchungsergebnisse neben Herz auch auf andere Organe?

Bisher gebe es noch keine vergleichbare Studie, in der Blutproben sowohl direkt aus der Lebervene und der oberen Hohlvene bei unterschiedlichen Patienten mit Ein-Kammer- und Zwei-Kammer-Herz per Proteom-, Metabolom- und Zellkulturanalysen untersucht wurden. Eine Übertragbarkeit der Ergebnisse auf weitere Erkrankungen im Kindes- und Erwachsenenalter, bei denen es zu Leberversagen und/oder einer angeborenen Entwicklung von arteriovenösen Malformationen in der Lunge, aber auch in anderen Organen kommt (zum Beispiel Morbus Osler), wäre denkbar. „Auch könnten zukünftige interventionelle oder chirurgische Therapieoptionen durch die gewonnenen Erkenntnisse modifiziert werden“, erklärt die Ärztin und Forscherin.