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

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.