Phase-I/II-Ergebnisse: Herzpflaster zeigt klinische Wirkung bei Herzinsuffizienz

Forschende der Universitätsmedizin Göttingen (UMG) und des Universitätsklinikums Schleswig-Holstein (UKSH) konnten erstmals in einer klinischen Studie zeigen, dass im Labor gezüchtetes Herzmuskelgewebe die Pumpfunktion geschädigter Herzen verbessern kann. 

Die klinische Studie BioVAT-HF-DZHK20 wird seit Anfang 2021 gemeinsam von der UMG und dem UKSH durchgeführt (wir berichteten). Ziel der Studie ist es, Sicherheit und Wirksamkeit des Herzpflasters bei Patienten mit schwerer Herzschwäche zu untersuchen. Nun erschienen im „New England Journal of Medicine“ die vielversprechenden Ergebnisse einer Zwischenanalyse.

Herzstellung und Einsatz der Herzpflaster

Für die Therapie nutzen die Forschenden induzierte pluripotente Stammzellen (iPS-Zellen). Diese werden im Labor aus Blutzellen hergestellt und anschließend zu Herzmuskel- sowie Bindegewebszellen entwickelt. Gemeinsam mit Kollagen als natürlichem Gerüst entsteht daraus schlagendes Herzgewebe. Die Herstellung dieser künstlichen Herzgewebe erfolgt in speziellen Reinräumen der UMG unter der Leitung der Transfusionsmedizin. Unterstützung kommt dabei von Expertinnen und Experten des Göttinger Biotechnologieunternehmens Repairon GmbH, einer Ausgründung der UMG. Bis zu 20 solcher Gewebeeinheiten werden schließlich zu einem sogenannten Herzpflaster zusammengesetzt.

Über einen minimalinvasiven Zugang wird das Herzpflaster auf die Außenseite des geschädigten Herzens genäht. Dort soll das gezüchtete Gewebe eine neue, etwa drei bis vier Millimeter dicke Herzmuskelschicht bilden, die die geschwächte Herzmuskulatur stabilisieren und langfristig unterstützen soll. Die Ergebnisse einer Machbarkeitsstudie erschienen im Januar 2025 in „Nature“ (wir berichteten).

Bereits vor zwei Jahren wurde erstmals über einen Patienten berichtet, dem ein Herzpflaster implantiert worden war und der danach deutliche Verbesserungen seiner Herzfunktion zeigte (wir berichteten). Die jetzt veröffentlichten Ergebnisse gehen deutlich darüber hinaus: Nun liegen systematische klinische Daten aus einer größeren Patientenkohorte vor.

Verdickung des Herzmuskels und Steigerung der LVEF und Lebensqualität nach drei Monaten

In der Phase-I/II-Studie BioVAT-HF-DZHK20 wurden 20 Patienten mit schwerer Herzschwäche behandelt (Durchschnittsalter 59 Jahre). Die Studienteilnehmer litten trotz umfassender medikamentöser und apparativer Standardtherapie zum Zeitpunkt der Studienteilnahme unter einer stark eingeschränkten Herzfunktion (LVEF <35 %).

In der ersten Phase der Studie untersuchten die Forschenden, welche Höchstdosis des gezüchteten Herzmuskelgewebes sicher transplantiert werden kann. Das Ergebnis: rund 800 Millionen Herzzellen (wir berichteten). Anschließend wurde die Therapie bei weiteren Patienten getestet.

Von den 20 behandelten Patienten verstarben drei während der Studie (je einer an Vasoplegie, COVID-19 und Aortendissektion). Ein Patient erhielt eine Herztransplantation. Die Immunsuppression wurde bei vier Patienten aufgrund der Implantation eines linksventrikulären Unterstützungssystems (bei zwei Patienten), Nierenversagens (bei einem Patienten) bzw. eines Urothelkarzinoms (bei einem Patienten) abgesetzt.

Von den 16 Patienten, die die sichere Maximaldosis von 800 Millionen Herzzellen erhalten hatten, absolvierten zwölf Patienten die vorab festgelegte dreimonatige Zwischenuntersuchung. Bei dieser konnten die Forschenden eine Verdickung der geschädigten Herzwand um im Mittel 4,5 Millimeter feststellen. Zudem hatte sich die LVEF um fast vier Prozentpunkte verbessert. Ferner berichteten die Patienten über eine bessere Lebensqualität (Verbesserung des Kansas City Cardiomyopathy Questionnaire–Overall Summary Score um 6,7 Punkte). Nach Angaben der UMG zeigen sich auch in der mittlerweile mehr als vierjährigen Nachbeobachtung der behandelten Patienten erste Hinweise auf eine anhaltende Verbesserung der Herzfunktion.

Forschende sehen Hoffnung für Patienten mit schwerer Herzinsuffizienz

„Unsere Ergebnisse zeigen erstmals in einer größeren klinischen Studie, dass eine Wiederherstellung von Herzmuskelfunktion beim Menschen mit fortgeschrittener Herzmuskelschwäche grundsätzlich möglich ist“, sagt der wissenschaftliche Leiter der Studie Prof. Wolfram-Hubertus Zimmermann, Direktor des Instituts für Pharmakologie und Toxikologie der UMG. „Damit bestätigen sich wichtige Erkenntnisse aus unseren langjährigen Forschungsarbeiten.“

Auch Prof. Stephan Ensminger, Direktor der Klinik für Herz- und thorakale Gefäßchirurgie am Universitären Herzzentrum Lübeck des UKSH und chirurgischer Leiter der BioVAT-HF-DZHK20-Studie am UKSH, sieht in den Ergebnissen einen wichtigen Fortschritt: „Nach vielen Jahren der Forschung konnten wir jetzt erstmals zeigen, dass sich aus Stammzellen gezüchtetes Herzmuskelgewebe sicher bei Patient:innen einsetzen lassen.“

Prof. Ingo Kutschka, ehemaliger Direktor der Klinik für Herz-, Thorax- und Gefäßchirurgie der UMG, jetzt stellvertretender Chefarzt der Herzchirurgie am Universitätsspital Basel (Schweiz), unterstreicht: „Das Herzpflaster könnte zukünftig eine zusätzliche Behandlungsoption für ausgewählte Patient:innen mit schwerer Herzschwäche werden.“

Weitere Studien notwendig

Die Forschenden betonen, dass die vielversprechenden Ergebnisse der jetzt veröffentlichten Zwischenanalyse in weiteren klinischen Studien bestätigt werden müssen. Entsprechende Folgestudien unter Beteiligung weiterer Zentren in Deutschland, Europa und den USA seien bereits in Vorbereitung.

Die Studie BioVAT-HF-DZHK20 ist Teil eines Forschungsprogramms des Deutschen Zentrums für Herz-Kreislauf-Forschung (DZHK). Unterstützt wird die Entwicklung zudem durch das Göttinger Biotechnologieunternehmen Repairon GmbH.