Schmerzen in der Brust, Luftnot, erhöhte Herzenzymwerte im Blut und Veränderungen der Herzstromkurve im EKG – in akuten Fällen deuten die Symptome zunächst auf einen Herzinfarkt hin. Doch etwa zwei Prozent aller Patienten mit der Verdachtsdiagnose Herzinfarkt leiden eigentlich an einer lebensbedrohlichen Funktionsstörung des Herzens mit ähnlichen Symptomen: Das Takotsubo-Syndrom (TTS) wird auch „Broken-Heart-Syndrom“ genannt. Es tritt nach einer starken seelischen Belastung, wie Trauer oder Liebeskummer, auf. Betroffen sind überwiegend Frauen nach der Menopause. Wie dieses Syndrom entsteht, weiß man bislang nicht. Die zugrunde liegenden Mechanismen waren bisher noch völlig unklar und Therapieansätze wenig erfolgreich.
Forschern der Universitätsmedizin Göttingen (UMG) ist es nun gelungen, neue und grundlegende Erkenntnisse über die Ursachen der Erkrankung und für eine Behandlungsmöglichkeit des „Broken-Heart-Syndrom“ zu bekommen. Sie haben neuartige Signalwege identifiziert und können auch bisher vermutete Annahmen für eine genetische Prädisposition untermauern. Die Erkenntnisse der Göttinger Forscher beruhen auf Untersuchungen von Stammzellen von an „Broken-Heart-Syndrom“ erkrankten Patienten, aus denen schlagende Herzzellen hergestellt wurden. Die Forschung wurde durch das Heidenreich von Siebold-Habilitationsprogramm der UMG, das Deutsche Zentrum für Herz-Kreislauf-Forschung (DZHK) sowie das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert. Die Ergebnisse sind in der renommierten Fachzeitschrift „Journal of American College of Cardiology (JACC)“ veröffentlicht.
„Die Identifizierung von bisher unbekannten Signalwegen ist für die Entwicklung neuer Therapieverfahren von besonderer Bedeutung. Mit Hilfe von in der Kulturschale hergestellten Stammzellen und Herzgewebe von betroffenen Patienten konnten wir erstmals die molekularen Mechanismen der Takotsubo-Kardiomyopathie auf Patienten-spezifischer Ebene sichtbar machen“, sagt Dr. Katrin Streckfuß-Bömeke, Senior-Autorin der Publikation und Leiterin der Arbeitsgruppe „Translationale Stammzellforschung“ der Klinik für Kardiologie und Pneumologie (Direktor: Prof. Dr. Gerd Hasenfuß).
Die aus Stammzellen von „Broken-Heart-Syndrom“-Patienten hergestellten Herzzellen weisen eine erhöhte β-adrenerge Signalweiterleitung und eine bis auf das Sechsfache des Normalwerts gesteigerte Sensitivität auf Stresshormone, sog. Katecholamine, auf. Diese zwei Mechanismen wurden von den Forschern als typisch für an „Broken-Heart-Syndrom“-Erkrankte identifiziert. In ihrer Studie konnten die Göttinger Herzforscher außerdem die Hypothese bestätigen, dass aufgrund familiärer Häufung eine genetische Komponente für das „Broken-Heart-Syndrom“ zugrunde liegt.
Das Verfahren: Schlagende Herzzellen aus Patientenzellen
Ihre Forschung zu den Ursachen des „Broken Heart Syndrom“ führten die Göttinger Herzforscher an in der Kulturschale hergestelltem Herzgewebe aus Zellen von Patienten durch, die an dem „Broken Heart Syndrom“ erkrankt sind. Diese sogenannten „induzierten pluripotenten Stammzell-Kardiomyozyten“ (iPSC-KMs) wurden aus Haut- oder Blutbiopsien von Patienten gewonnen und unter definierten Bedingungen zu schlagenden Herzmuskelzellen generiert. „Da sie dasselbe genetische Material wie die zuvor entnommenen Zellen des Patienten enthalten, ist es möglich, die Eigenschaften der hergestellten Herzmuskeln mit dem Phänotyp des Takotsubo-Patienten in Beziehung zu setzen. So werden die funktionellen Eigenschaften der TTS-Herzmuskelzellen sichtbar und messbar“, sagt Thomas Borchert, Erstautor der Publikation und wissenschaftlicher Mitarbeiter in der AG Streckfuß-Bömeke, Klinik für Kardiologie und Pneumologie der UMG. Der Einsatz von Patienten-spezifischen iPSC-KMs erschien dem Forscherteam daher besonders erfolgsversprechend, um einen genetischen Zusammenhang bei TTS zu untersuchen. Die Zellen für die Grundlagenforschung stammten von ausgewählten Patienten im „Internationalen Takotsubo Register“ aus Zürich und Göttingen.
„Auf Basis dieser Arbeit wollen wir nun genetische Faktoren für eine Vorbelastung in einer großen TTS-Patienten-Kohorte identifizieren und therapeutische Langzeit-Behandlungsmethoden entwickeln“, sagt Dr. Streckfuß-Bömeke. Zudem soll die Wirkweise von verschiedenen Medikamenten auf die erkrankten Herzzellen weiter erforscht werden.
„Die Studie ist eine wichtige Grundlage und ein Durchbruch für ein bis dato wenig erforschtes Krankheitsbild. Forschungsvielfalt und Zusammenarbeit verschiedener Disziplinen am Herzzentrum Göttingen waren die Voraussetzungen, verschiedene Sichtweisen und Ansätze zum Gewinn neuer, wichtiger Erkenntnisse beizutragen“, sagt Prof. Dr. Gerd Hasenfuß, Vorsitzender des Herzzentrums der Universitätsmedizin Göttingen und Mitautor der Studie.
Das Takotsubo-Syndrom
Erstmals beschrieben wurde das Krankheitsbild des Takotsubo-Syndroms in den 1990er Jahren von den japanischen Ärzten Keigo Dote und Hikaru Sato. Namensgeber war eine traditionelle, japanische Tintenfischfalle in Form eines ausgebuchteten Tonkrugs mit verengtem Hals. Die daran erinnernde eigentümliche Form der linken Herzkammer am Ende der Systole wurde von den Medizinern als Folge einer Durchblutungsstörung des Herzmuskels angesehen. Da die Krankheit oft infolge starker seelischer Belastungen, etwa dem Verlust eines geliebten Menschen, emotionalem Stress oder Kummer auftritt, wird umgangssprachlich auch vom „Broken Heart-Syndrom“ gesprochen. Etwa zwei Prozent aller Patienten mit der Verdachtsdiagnose Herzinfarkt leiden eigentlich an einem „Broken-Heart-Syndrom“. Gewissheit bringt erst eine Herzkatheter-Untersuchung. Zeigt diese keine Verschlüsse der Herzkranzgefäße, handelt es sich vermutlich um ein „gebrochenes Herz“. Betroffen sind überwiegend Frauen nach der Menopause. In der akuten Phase erleiden fast ein Viertel der Patienten ernsthafte Komplikationen mit Todesfolge.
Internationale Würdigung des Forschungsergebnisses
Die Publikation der Göttinger Forschungserkenntnisse erfährt eine große Resonanz in der Fachwelt. In einem begleitenden Editorial würdigt der prominente UK Forscher Prof. Alexander Lyon vom ‚Cardiovascular Research Centre, Royal Brompton Hospital and Imperial College London‘ die Göttinger Forschung um das erste humane ‚Takotsubo in der Kulturschale‘-Modell und gratuliert zu den komplexen Experimenten, die neue Einblicke in die Mechanismen der TTS liefern.
Originalveröffentlichung: Thomas Borchert, Daniela Hübscher, Celina I. Gues-soum, Tuan-Dinh D. Lam, Jelena R. Ghadri, Isabel N. Schellinger, Malte Tiburcy, Norman Y. Liaw, Yun Li, Jan Haas, Samuel Sossalla, Mia A. Huber, Lukas Cygan-ek, Claudius Jacobshagen, Ralf Dressel, Uwe Raaz, Viacheslav O. Nikolaev, Kaomei Guan, Holger Thiele, Benjamin Meder, Bernd Wollnik, Wolfram-Hubertus Zimmermann, Thomas F. Lüscher, Gerd Hasenfuß, Christian Templin, Katrin Streckfuß-Bömeke: Catecholamine-Dependent β-Adrenergic Signaling in a Pluripo-tent Stem Cell Model of Takotsubo Cardiomyopathy. Journal of American College of Cardiology. ISSN 0735-1097, Vol 70, No 8; August 22; 2017, 975-91. DOI: 10.1016/j.jacc.2017.06.061
Weitere Informationen: Universitätsmedizin Göttingen, Georg-August-UniversitätKlinik für Kardiologie und Pneumologie
Dr. Katrin Streckfuß-Bömeke
Telefon 0551 / 39-12667
Katrin.streckfuss(at)med.uni-goettingen.de
www.herzzentrum-goettingen.de
