Medizin am Abend Berlin - MaAB-Fazit: "Herzpflaster“ aus Stammzellen zur Reparatur des Herzmuskels bei Herzschwäche geht in weltweit erste klinische Prüfung
Erstmals Anwendung am Menschen:
Die BioVAT-HF-DZHK20-Studie
untersucht die Anwendung von Herzmuskelgewebe aus Stammzellen bei
Patient*innen mit schwerer Herzschwäche.
- Durch Einbau von im Labor
gezüchtetem Herzmuskelgewebe soll die Pumpfunktion kranker Herzen
nachhaltig verbessert werden.
Die multizentrische klinische Studie
beginnt mit der Rekrutierung von Patient*innen mit schwerer
Herzmuskelschwäche in Göttingen.
Erklärvideo „ Was ist ein Herzpflaster, woraus besteht es und wie wirkt es?“ mit Prof. Dr. Wolfram-Hubertus Zimmermann:
https://www.youtube.com/watch?v=izkWrARVKQ8&feature=youtu.be
Abbildung: Prozess von Nabelschnurblut zur Herzpflaster-Implantation. Grafik: umg/pharmakologie
Weltweit sind 60 Millionen Patient*innen von
Herzmuskelschwäche betroffen.
- Allein in Deutschland leiden 4 Millionen
an Herzmuskelschwäche.
- Mit etwa 500.000 Fällen pro Jahr ist die
Herzmuskelschwäche die häufigste Ursache für eine Krankenhausaufnahme.
Nun hat das Paul-Ehrlich-Institut erstmalig die Prüfung eines
Herzmuskelpräparates aus Stammzellen, sogenannte „Herzpflaster“,
genehmigt. Nach mehr als 25 Jahren Forschung und präklinischer
Entwicklung wird derzeit am Herzzentrum der Universitätsmedizin
Göttingen (UMG) die klinische Studie BioVAT-HF-DZHK20 zur „Sicherheit
und Wirksamkeit von aus induzierten pluripotenten Stammzell-abgeleitetem
menschlichem Herzmuskelgewebe bei terminaler Herzinsuffizienz“
eingeleitet. Der neuartige biologische Therapieansatz, der in dieser Art
weltweit das erste Mal zur Anwendung kommt, wurde in Göttingen
entwickelt. Dabei wird aus Stammzellen hergestelltes Herzmuskelgewebe
auf das erkrankte Herz von Patient*innen mit Herzmuskelschwäche
aufgebracht, um es zu stärken. Die Forschungsarbeiten, die zur
Überführung der Methode vom Labor in die klinische Anwendung am
Patienten nötig waren, wurden ganz wesentlich am Deutschen Zentrum für
Herz-Kreislauf-Forschung (DZHK), Standort Göttingen, durchgeführt.
Insgesamt 53 Patient*innen sollen in die Studie BioVAT-HF-DZHK20
aufgenommen werden.
Rekrutiert werden diese an der Universitätsmedizin
Göttingen sowie am Universitätsklinikum Schleswig-Holstein, Campus
Lübeck und am Herz- und Diabeteszent-rum NRW des Universitätsklinikums
der Ruhr-Universität Bochum in Bad Oeynhausen.
"Herzpflaster" in verschiedenen Darreichungsformen Foto: umg/pharmakologie
Die wissenschaftliche Leitung der BioVAT-HF-DZHK20 Studie hat Prof. Dr.
Wolfram Zimmermann, Direktor des Instituts für Pharmakologie und
Toxikologie der UMG und Sprecher des DZHK-Standorts Göttingen. Die
klinische Leitung der BioVAT-HF-DZHK20 Studie haben Prof. Dr. Tim
Seidler, Klinik für Kardiologie und Pneumologie der UMG sowie Dr.
Ahmad-Fawad Jebran, Klinik für Herz-, Thorax- und Gefäßchirurgie der
UMG. Gefördert wird die Studie durch das DZHK und die Repairon GmbH.
Der niedersächsische Wissenschaftsminister Björn Thümler sagt:
„Herzerkrankungen stehen bei den Volkskrankheiten ganz oben.
Herz-Kreislauf-Erkrankungen nehmen weiter zu und sind die Todesursache
Nummer eins in Deutschland. Der Start der Studie weltweit erstmals am
Menschen ist ein Signal an die Betroffenen, das Hoffnung macht: Wenn das
Vorhaben gelingt, können weit schwerere und belastendere
Therapieoptionen vermieden werden. Das wäre ein Quantensprung in der
klinischen Anwendung. Dieser Schritt ist das Ergebnis eines langen
Vorlaufs in der Grundlagenforschung, die auch vom Land Niedersachsen
gefördert wird. Niedersachsen kann stolz sein auf diese medizinische
Spitzenforschung mit hohem Innovationspotential. Hier gewinnen vor allem
die Menschen in Niedersachsen, zudem national und international. Die
UMG erweist sich wieder einmal als Ort herausragender klinischer
Forschung: Erst letzte Woche konnten wir die Auszeichnung von UMG und
MHH als Onkologisches Spitzenzentrum feiern, heute vermelden wir einen
bedeutenden Fortschritt in der klinischen Erforschung von
Herzerkrankungen.“
Prof. Dr. Wolfgang Brück, Sprecher des Vorstandes der UMG, sagt: „Die
Herz-Kreislaufforschung zählt seit langem zu den drei
Forschungsschwerpunkten an der UMG, sie hat in dieser Zeit stetig
national und international an Strahlkraft und Dynamik gewonnen.
Gemeinsames Ziel aller Anstrengungen ist es, die Translation auszubauen
und zu stärken, also den Transfer von Ergebnissen aus der
Grundlagen-Forschung zügig in die Krankenversorgung an die Patient*innen
zu bringen – das alles übrigens im engen Verbund mit Institutionen wie
dem Deutschen Zentrum für Herz-Kreislauf-Forschung DZHK und den
Wissenschaftspartnern am Göttingen Campus. Als UMG fördern wir diese
Schwerpunkte. Wir sehen hier eine unserer zentralen Aufgaben als
Einrichtung mit dem Anspruch auf universitäre Spitzenmedizin. Der
Schritt in die klinische Phase der „Herzpflasterstudie“ ist ein
herausragendes Beispiel für diese zielgerichtete und interdisziplinär
ausgerichtete Schwerpunktausrichtung. Die Studie belegt das hohe
innovative Potential der Herz-Kreislauf-Forschung an der UMG und die
exzellente Qualität der Zusammenarbeit der unterschiedlichen
wissenschaftlichen Einrichtungen am Göttingen Campus.“
„Da die Herzmuskelschwäche durch einen Verlust von Herzmuskelzellen
bedingt ist, erscheint die Implantation von Herzmuskelzellen als
logischer Ansatz. Durchbrüche im Bereich der Stammzellforschung erlauben
es uns heute, menschliche Herzmuskelzellen in großer Menger sowie
klinischer Qualität herzustellen. Über das von uns entwickelte
Herzpflasterverfahren sollen diese dauerhaft in das erkrankte Herz
integriert werden. Umfangreiche präklinische Prüfungen legen nahe, dass
wir so das geschwächte Herz auch in Patient*innen mit Herzmuskelschwäche
stärken können“, sagt Prof. Dr. Wolfram-Hubertus Zimmermann,
wissenschaftlicher Leiter der Studie BioVAT-HF-DZHK20.
„Gelingt es mit einem Implantat aus einer großen Anzahl von
Herzmuskelzellen die Herzfunktion zu verbessern, wäre das eine völlig
neue Therapiemöglichkeit. Wir freuen uns, mit der Studie
BioVAT-HF-DZHK20 eine sorgfältige klinisch-wissenschaftliche
Untersuchung dieses Therapieansatzes durchführen zu können“, sagt Prof.
Dr. Tim Seidler, Leiter der klinischen Prüfung und stellvertretender
Direktor der Klinik für Kardiologie und Pneumologie an der UMG.
„Patienten mit schwerer Herzmuskelschwäche bleibt häufig nur die
Herztransplantation.
Vor dem Hintergrund des Mangels an Spenderorganen
und der kontinuierlichen Zunahme der Patienten mit Herzmuskelschwäche
kann die Implantation von Herzpflastern gerade Patienten mit schwerer
Herzmuskelschwäche eine neue Behandlungsmöglichkeit bieten“, betont Dr.
Ahmad-Fawad Jebran, stellvertretender Leiter der klinischen Prüfung und
Oberarzt der Klinik für Thorax-, Herz- und Gefäßchirurgie an der UMG.
„Nach vier Jahren der Prozessentwicklung konnten wir in enger Abstimmung
mit den zuständigen regulatorischen Behörden und in Zusammenarbeit mit
der Repairon GmbH als erster Standort in Deutschland einen
Herstellungsprozess für ein Prüfpräparat aus pluripotenten Stammzellen
gemäß Arzneimittelgesetz aufsetzen“, sagt Priv.-Doz. Dr. Joachim
Riggert, Leiter der Abteilung für Transfusionsmedizin an der UMG.
„Mit der operativen Implantation von neuem, vitalem Herzgewebe eröffnen
sich ganz neue Behandlungsoptionen für Patienten mit Herzmuskelschwäche.
Der im Rahmen der Studie BioVAT-HF-DZHK20 zu erprobende Therapieansatz
verspricht, anders als mechanische Kunstherzsysteme, eine biologische
Reparatur des Herzens und könnte für unsere Patienten eine deutliche
Verbesserung der Lebensqualität ermöglichen“, sagt Prof. Dr. Ingo
Kutschka, Direktor der Klinik für Thorax-, Herz- und Gefäßchirurgie an
der UMG.
„Die Studie BioVAT-HF-DZHK20 ist ein Resultat der hervorragenden
langjährigen Zusammenarbeit im Herzzentrum der Universitätsmedizin
Göttingen. Die tatsächliche Translation solcher innovativer
Therapieverfahren in die Klinik kann und wird auch in Zukunft nur über
eine strukturierte interdisziplinäre Zusammenarbeit möglich sein“,
ergänzt Prof. Dr. Gerd Hasenfuß, Vorsitzender des Herzzentrums und
Direktor der Klinik für Kardiologie und Pneumologie an der UMG.
Hintergrundinformationen
Herzschwäche oder Herzinsuffizienz betrifft weltweit etwa 60 Millionen
Menschen. Trotz der Fortschritte bei pharmakologischen und
interventionellen Herzinsuffizienz-Therapien sterben 20 Prozent der
Patient*innen mit Herzinsuffizienz innerhalb eines Jahres. Nach fünf
Jahren sind trotz optimaler medizinischer Therapie 50 Prozent der
Patient*innen mit Herzinsuffizienz verstorben. Aufgrund des dramatischen
demografischen Wandels unserer alternden Bevölkerung wird die
Häufigkeit (Prävalenz) von Herzinsuffizienz weiter zunehmen und dabei
zum Tode von mehr Menschen führen als durch jede andere Krankheit.
Neuartige Behandlungsoptionen für die Reparatur oder Regeneration des
Herzens würden das Therapiespektrum erheblich erweitern.
Erklärvideo „ Was ist ein Herzpflaster, woraus besteht es und wie wirkt es?“ mit Prof. Dr. Wolfram-Hubertus Zimmermann:
https://www.youtube.com/watch?v=izkWrARVKQ8&feature=youtu.be
Über DZHK
Das Deutsche Zentrum für Herz-Kreislauf-Forschung (DZHK) vereint 32
Partnereinrichtungen der kardiovaskulären Forschung und angrenzender
Fachrichtungen mit dem Ziel, die Aktivitäten auf diesem Gebiet zu
bündeln und Ergebnisse aus der Grundlagenforschung zügig in die
Anwendung zu überführen (Translation). Das DZHK ist eines von sechs
Deutschen Zentren der Gesundheitsforschung, die sich der Erforschung
großer Volkskrankheiten widmen. Ihre Gründung wurde durch das
Bundesministerium für Bildung und Forschung initiiert.
Über UMG
Die „Universitätsmedizin Göttingen (UMG)“ ist der einzige
Maximalversorger in Südniedersachsen und fokussiert sich auf drei
Forschungs- und klinische Schwerpunkte: Neurowissenschaften,
Herz-Kreislauferkrankungen und Onkologie. Die UMG betreibt etwa 1.500
Planbetten, in 64 Kliniken und Instituten arbeiten rund 7.900
Beschäftigte. Zirka 65.500 Patienten werden im Jahr stationär versorgt
und etwa 233.000 ambulante Fälle ambulant betreut. Die Medizinische
Fakultät an der UMG lehrt rund 3.500 Studierenden Humanmedizin,
Zahnmedizin, Molekulare Medizin, Cardiovascular Science. Die UMG ist in
Südniedersachsen der größte Arbeitgeber und mit etwa 650 Auszubildenden
und Schüler*innen der Gesundheitsberufe sowie Studierende im Studium am
Gesundheitscampus der größte Ausbildungsbetrieb der Region.
Über UKSH
Das Universitätsklinikum Schleswig-Holstein (UKSH) ist mit den
Standorten Kiel und Lübeck eines der größten medizinischen Zentren in
Europa. Alleinstellungsmerkmal der Universitätsmedizin ist das
Zusammenspiel von Krankenversorgung, Forschung und Lehre mit dem Effekt,
dass wissenschaftliche Erkenntnisse direkt in die Krankenversorgung
einfließen (Translation). Das UKSH als einziger Maximalversorger des
nördlichsten Bundeslandes gewährleistet jährlich die individualisierte
Diagnostik und Therapie für 500.000 Menschen – jedes 6. Einwohners – und
erbringt ein Viertel aller Krankenhausleistungen. Die 85 Kliniken und
Institute verfügen über das gesamte Spektrum der modernen Medizin –
insbesondere für Patienten, die einer hochdifferenzierten Diagnostik und
Therapie sowie einer Notfallversorgung rund um die Uhr bedürfen. Das
UKSH als größter öffentlicher Arbeitgeber mit rd. 13.500 Mitarbeitern
aus 120 Nationen sowie wichtiger Ausbildungsbetrieb eine bedeutende
Rolle für die Gesundheitswirtschaft Norddeutschlands.
Im Universitären Herzzentrum Lübeck wird die klinische Studie von Prof.
Dr. Stephan Ensminger, Direktor der Klinik für Herz- und Thorakale
Gefäßchirurgie und Prof. Dr. In-go Eitel, Direktor der Medizinischen
Klinik II geleitet.
Über HDZ NRW
Als Spezialklinik zur Behandlung von Herz-, Kreislauf- und
Diabeteserkrankungen zählt das Herz- und Diabeteszentrum
Nordrhein-Westfalen (HDZ NRW), Bad Oeynhausen, mit 35.000 Patienten pro
Jahr zu den größten und modernsten Zentren seiner Art in Europa. Das
interdisziplinäre Herzinsuffizienzzentrum des HDZ NRW ist ausgewiesen
als überregionales, über die Fachgesellschaften zertifiziertes Zentrum
(HFU). Hier werden jährlich 6.500 Patienten mit einer Pumpschwäche des
Herzens stationär behandelt. Mit 73 Herztransplantationen in 2020 ist
das HDZ NRW das bundesweit größte Herztransplantationszentrum. Weitere
Schwerpunkte des Herzzentrums liegen in der Behandlung des gesamten
Spektrums angeborener und erworbener Herzerkrankungen einschließlich der
Therapie von Herzrhythmusstörungen sowie künstlicher
Herzunterstützungssysteme und Kunstherzen. Das HDZ NRW ist
Universitätsklinik der Ruhr-Universität Bochum.
Über REPAIRON
Die Repairon GmbH wurde 2014 aus der Universitätsmedizin Göttingen
ausgegründet. Unternehmenszweck der Repairon ist die Entwicklung und
klinische Zulassung von aus Stammzellen hergestelltem Ersatzgewebe für
die Anwendung bei Organversagen. Als exklusiver Lizenznehmer der von der
Arbeitsgruppe Zimmermann an der Universitätsmedizin Göttingen
entwickelten Herzpflaster-Technologie wird die Repairon GmbH bei
Nachweis eines klinischen Nutzens die Zulassung von Herzpflastern bei
Herzmuskelschwäche anstreben.
„Herzpflaster“: Innovativer Ansatz zur Reparatur bei Herzschwäche
Für wen kann die Implantation eines Herzpflasters nützlich sein?
Herzmuskelzellen sind die Grundlage für die Pumpfunktion des Herzens.
Patient*innen mit Herzmuskelschwäche haben im Laufe ihrer Erkrankung
Herzmuskelzellen unwiderruflich verloren. Aktuelle Therapien, wie
Medikamente oder die Implantation eines Defibrillators, verlangsamen
wirksam das Fortschreiten der Erkrankung und schützen vor einem
plötzlichen Herztod. Die verloren gegangene Herzmuskelfunktion
wiederherzustellen, gelingt auf diese Weise jedoch nicht. In späten
Stadien der Erkrankung bleiben die Implantation von Herzpumpen und die
Herztransplantation als letzte Therapieoption.
„Patient*innen der Studie BioVAT-HF-DZHK20 haben eine fortgeschrittene
Herzschwäche mit stark eingeschränkter Herzpumpfunktion und zeigen
Krankheitssymptome wie Atemnot bereits bei alltäglicher Belastung. Im
Rahmen der Studie wollen wir prüfen, ob sich das defekte Herz bei
Patient*innen mit einer schweren Herzmuskelschwäche reparieren lässt“,
sagt Prof. Dr. Wolfram-Hubertus Zimmermann. „Durch die Implantation von
funktionellem Herzgewebe aus induzierten pluripotenten Stammzellen,
umgangssprachlich als Herzpflaster oder wissenschaftlich als Engineered
Human Myocardium (EHM) bezeichnet, beabsichtigen wir erstmalig und dabei
zusätzlich zu einer optimalen medizinischen Therapie Herzmuskelgewebe
wieder aufzubauen, um so die Pumpkraft des geschwächten Herzens
nachhaltig zu steigern“, so Prof. Zimmermann.
„Herzpflaster“ aus Stammzellen: Wie werden sie hergestellt?
Am Institut für Pharmakologie und Toxikologie der UMG haben Prof.
Zimmermann und sein Team ein Gewebezuchtverfahren (Tissue Engineering)
entwickelt, das die Herstellung von menschlichem Herzmuskel aus
induzierten pluripotenten Stammzellen gemäß Vorgaben des
Arzneimittelgesetzes ermöglicht. Die induzierten pluripotenten
Stammzellen wurden durch ein sogenanntes Reprogrammierungsverfahren aus
Nabelschnurblut hergestellt und der Arbeitsgruppe um Prof. Zimmermann
über die Repairon GmbH für die Herzpflasterherstellung zur Verfügung
gestellt.
Über das am Institut für Pharmakologie und Toxikologie der UMG
entwickelte Verfahren werden aus den Stammzellen zunächst
Herzmuskelzellen und Bindegewebszellen als Grundlage für die
Herzpflasterherstellung entwickelt. Im nächsten Schritt kommt das von
Zimmermann und Mitarbeitern*innen entwickelte Verfahren der Herzpflaster
Herstellung zum Einsatz. Nach einem etwa drei Monate dauernden Prozess
der Herstellung in GMP-konformen Reinräumen der Abteilung
Transfusionsmedizin der UMG werden die Herzpflaster mit Eigenschaften
von kindlichem Herzmuskelgewebe für die Implantation freigegeben.
Ein einzelnes Herzpflaster wird aus 40 Millionen Zellen hergestellt.
Durch Stapelung der Herzpflaster kann die Dosis individuell eingestellt
werden. Die BioVAT-HF-DZHK20-Studie beginnt mit der Erprobung einer
Dosis von fünf Herzpflastern (hergestellt aus 200 Millionen Zellen).
Erwartet wird dabei, dass die Herzfunktion durch das Aufbringen von
Herzmuskelgewebe gesteigert wird. Die Implantation erfolgt über einen
minimal-invasiven herzchirurgischen Ansatz.
Herzpflaster – wie wirkt es??
Aus den Erfahrungen abgeschlossener vorklinischer Prüfungen erwartet das
BioVAT-HF-DZHK20-Studienteam, dass sich die geschädigte Herzwand durch
Implantation von aus fünf Einzelpräparaten hergestellten Herzpflastern
um bis zu fünf Millimeter verdicken und zugleich funktionell stärken
lässt. Die Abstoßung des Herzpflasters wird durch eine Verabreichung von
Arzneimitteln zur Unterdrückung des Immunsystems verhindert.
Wie wird das Herzpflaster implantiert?
Jeder operative Eingriff für eine Herzpflasterimplantation im Rahmen der
Studie BioVAT-HF-DZHK20 wird individuell geplant. Nach einer
umfangreichen Prüfung des aktuellen Krankheitszustandes sowie
interdisziplinärer Diskussion des Vorgehens bei jedem einzelnen
Patienten, werden die Studienpatient*innen aufgefordert, mit der
Einnahme von Arzneimitteln für die Unterdrückung des Immunsystems analog
zum Vorgehen bei Herztransplantation zu beginnen.
Die Implantation des Herzpflasters erfolgt über einen minimal-invasiven
Zugang, über einen etwa fünf Zentimeter großen Schnitt, auf der linken
Seite des Brustkorbs auf das schlagende Herz.
Dabei wird das
Herzpflaster direkt auf den zuvor diagnostisch gesicherten
Herzmuskeldefekt aufgenäht.
Das operative Vorgehen gleicht der Fixierung
von Herzschrittmacherkabeln auf dem Herzen und dauert etwa 90 Minuten.
Im Rahmen von umfangreichen Folgeuntersuchungen 1, 3, 6 und 12 Monate
nach der Implantation wird der therapeutische Effekt des
Herzpflasterimplantats überprüft.
Bei klinischen Zeichen eines Behandlungserfolgs wird die Arzneimittelbehandlung zur Immunsuppression dauerhaft fortgesetzt.
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