Neuigkeiten und Veranstaltungen
Institut für Pharmakologie und Toxikologie
Beweise, dass künstliche Muskeln versagende Herzen reparieren könnten
Die Herzinsuffizienz, von der weltweit 64 Millionen Menschen betroffen sind, ist nach wie vor unheilbar, da sich das Herz nach einer Schädigung nicht regenerieren kann. Die derzeitigen Therapien können das geschädigte Herzmuskelgewebe nicht reparieren, so dass in schweren Fällen nur die Transplantation in Frage kommt. Diese Studie unter der Leitung von Prof. Dr. Wolfram-Hubertus Zimmermann, die kürzlich in Nature veröffentlicht wurde, stellt Allotransplantate aus künstlich hergestelltem Herzmuskel (EHM) - im Labor gezüchtete Pflaster aus Kardiomyozyten, die aus induzierten pluripotenten Stammzellen (iPSC) stammen - als einen bahnbrechenden Ansatz für die Remuskularisierung des Herzmuskels vor. Präklinische Versuche an Rhesusaffen zeigten, dass sich EHM-Allotransplantate, die unter Immunsuppression implantiert wurden, nachhaltig in das Herz integrierten, die Herzkammerwände um bis zu 15 % verdickten und die Pumpleistung ohne Arrhythmien oder Tumore verbesserten. Diese Ergebnisse ermöglichten die behördliche Genehmigung für die erste BioVAT-HF-Studie am Menschen, bei der ein 46-jähriger Patient mit fortgeschrittener Herzinsuffizienz zehn EHM-Pflaster erhielt. Die Analyse nach der Transplantation bestätigte die Retention, Vaskularisierung und Reifung des Transplantats.
Das Design der EHM - elektrisch synchronisierte und metabolisch effiziente Zellen, die in Kollagen eingebettet sind - ahmt jugendliches Herzgewebe nach und ermöglicht eine mechanische Integration mit dem Myokard des Wirts. Durch diese „mechano-elektrische Kopplung“ werden Arrhythmierisiken vermieden, die bei injizierten Kardiomyozyten auftreten.
Die genauen Mechanismen sind zwar noch unklar, aber die Platzierung der Transplantate an der Oberfläche und die mechanische Konditionierung durch den Herzschlag des Empfängers sorgen wahrscheinlich für eine funktionelle Synchronisation. Dieser Machbarkeitsnachweis schlägt eine Brücke zwischen regenerativer Medizin und klinischer Versorgung. Die Studie stellt einen translationalen Ansatz für iPSC-basierte Therapien dar und gibt Hoffnung auf eine skalierbare Herzmuskelreparatur jenseits von Palliativmedizin oder knappen Spenderorganen.
Bahnbrechende Stammzellenpflaster stärkten das versagende Herz einer Frau
Eine bahnbrechende klinische Studie unter der Leitung von Prof. Dr. Wolfram-Hubertus Zimmermann hat das Potenzial von aus Stammzellen gewonnenen künstlichen Herzmuskelpflastern (EHM) zur Stabilisierung einer fortgeschrittenen Herzinsuffizienz nachgewiesen. Erstmals beim Menschen wurden einer 46-jährigen Frau mit Herzinsuffizienz nach einem Herzinfarkt im Jahr 2021 zehn im Labor gezüchtete Pflaster (insgesamt 400 Millionen Zellen) auf die Herzoberfläche implantiert. Das Verfahren in Kombination mit einer immunsuppressiven Therapie stabilisierte ihren Zustand drei Monate lang, bis eine Herztransplantation möglich wurde. Die Analyse nach der Transplantation ergab, dass die Pflaster mit dem Wirtsgewebe verwachsen waren und funktionsfähige Blutgefäße ohne Herzrhythmusstörungen oder Tumore bildeten.
Parallele präklinische Studien an Rhesusaffen zeigten, dass größere Pflaster (bis zu 200 Millionen Zellen) die Herzwände um 15 % verdickten und die Pumpleistung über sechs Monate um 10 % verbesserten, was die Sicherheit und Wirksamkeit bestätigte.
Die Patches wurden aus induzierten pluripotenten Stammzellen (iPSCs) hergestellt, die zu Kardiomyozyten differenziert und in Kollagen eingebettet wurden, und wurden durch einen minimalinvasiven Eingriff eingebracht. Mit diesem Ansatz soll die kritische Lücke für Patienten, die auf eine Transplantation warten, überbrückt und der weltweite Mangel an Spenderherzen behoben werden.
Die Behandlung ist zwar kein dauerhafter Ersatz für eine Transplantation, bietet aber eine praktikable Zwischenlösung für Patienten mit schwerer Herzinsuffizienz in der Palliativmedizin. Laufende Studien mit 15 Teilnehmern zielen darauf ab, das Design des Pflasters zu verfeinern und den Bedarf an Immunsuppression zu verringern, was einen entscheidenden Schritt in Richtung skalierbarer Therapien zur Remuskularisierung des Herzens darstellt.
Mechanische Herzunterstützung fördert die Regeneration von Herzmuskelzellen
Ein Studienteam um Olaf Bergmann vom Institut für Pharmakologie und Toxikologie der Universitätsmedizin Göttingen (UMG) hat herausgefunden, dass Patienten mit fortgeschrittener Herzinsuffizienz durch den Einsatz eines linksventrikulären Unterstützungssystems (LVAD), einer mechanischen Pumpe zur Herzunterstützung, eine deutlich erhöhte Regeneration ihrer Herzmuskelzellen erfahren. Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift „Circulation“ veröffentlicht.
Für die Studie wurden Gewebeproben von Herzen analysiert, die 52 Patienten mit fortgeschrittener Herzinsuffizienz entnommen worden waren. 28 dieser Patienten wurden vor der Herzentnahme mit einem linksventrikulären Unterstützungssystem (LVAD) behandelt, d. h. das geschwächte Herz wurde vor der Entnahme mechanisch unterstützt. Die anderen 24 Patienten wurden vor der Herzentfernung nicht behandelt. Bei allen 52 Patienten wurde nach der Herzentfernung ein neues Herz transplantiert.
Um die Erneuerung der Herzmuskelzellen zu messen, verwendeten die Forscher eine innovative Methode: Sie analysierten die Menge an radioaktivem Kohlenstoff, dem Isotop C-14, in der DNA der Herzmuskelzellen. Dieser radioaktive Kohlenstoff wurde bei Kernwaffentests in den 1950er und 1960er Jahren in die Atmosphäre freigesetzt. Spuren dieses Kohlenstoffs lassen sich noch heute in der DNA des Menschen und damit auch in der DNA der Herzmuskelzellen nachweisen. Seit dem Verbot von Kernwaffentests sind die Mengen an atmosphärischem Radiokohlenstoff in der DNA wieder zurückgegangen. Anhand der Menge dieses radioaktiven Kohlenstoffs, die in der DNA jedes Patienten nachgewiesen wurde, konnten Dr. Bergmann und sein Forscherteam mit Hilfe eines mathematischen Modells das Alter der Herzmuskelzellen und damit die Erneuerungsrate berechnen.
In den Herzgewebeproben von 15 der 28 Patienten mit LVAD wurde eine sechsmal höhere Rate der Herzmuskelzellerneuerung gemessen als in Herzgewebeproben von gesunden Personen. Die anderen 13 Patienten mit LVAD sprachen nicht auf die Behandlung an und zeigten wie die 24 unbehandelten Patienten mit schwerer Herzinsuffizienz eine 18- bis 50-mal geringere Regeneration im Vergleich zu gesunden Herzen. Der Grund für die Verbesserung mit einem LVAD ist wahrscheinlich die mechanische Entlastung, die den Druck auf das geschwächte Herz verringert und eine bessere Erholung der Herzfunktion ermöglicht. Das Ergebnis ist auch auf das so genannte 'reverse remodelling' zurückzuführen, bei dem die krankhafte Vergrößerung des Herzmuskels teilweise rückgängig gemacht wird. Das LVAD ermöglicht es dem Herzen, sich zu erholen. Das wiederum verbessert die Energieeffizienz und fördert damit vermutlich die Regeneration der Herzmuskelzellen, die in den Proben ohne mechanische Unterstützung nicht zu beobachten war“, sagt Dr. Bergmann.
Die Bestimmung von radioaktivem Kohlenstoff ermöglichte es uns, die Erneuerung von Herzmuskelzellen genau zu bestimmen. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass trotz der geringen Erneuerungsraten bei schwerer Herzinsuffizienz ein erhebliches Regenerationspotenzial vorhanden ist, das therapeutisch genutzt werden könnte. Diese Erkenntnisse eröffnen neue Perspektiven für die Behandlung von Herzerkrankungen und könnten in Zukunft zu wirksameren Therapien führen, die die Regeneration des Herzens fördern“, ergänzt Prof. Dr. Wolfram-Hubertus Zimmermann, Direktor des Instituts für Pharmakologie und Toxikologie der UMG.
Original Publikation:
Wouter Derks, Julian Rode, Sofia Collin, Fabian Rost, Paula Heinke, Anjana Hariharan, Lauren Pickel, Irina Simonova, Enikő Lázár, Evan Graham, Ramadan Jashari, Michaela Andrä, Anders Jeppsson, Mehran Salehpour, Kanar Alkass, Henrik Druid, Christos P. Kyriakopoulos, Iosif Taleb, Thirupura S. Shankar, Craig H. Selzman, Hesham Sadek, Stefan Jovinge, Lutz Brusch, Jonas Frisén, Stavros Drakos, Olaf Bergmann: A latent cardiomyocyte regeneration potential in human heart disease. Circulation. November 21st, 2024. DOI: 10.1161/CIRCULATIONAHA.123.067156
Preis der Deutschen Hochschulmedizin 2024
Der diesjährige Preis der Deutschen Hochschulmedizin geht an ein Forscherteam der Universitätsmedizin Göttingen (UMG) und des Universitätsklinikums Schleswig-Holstein (UKSH). Das Team hat mit dem „Herzpflaster“ einen weltweit einzigartigen Ansatz entwickelt - eine Therapie mit Stammzellen zur Reparatur des Herzmuskels und zur Stärkung des Herzens. Im Rahmen der vom DZHK und der Repairon GmbH geförderten klinischen Studie BioVAT-DZHK20 wurde das Pflaster erstmals an menschlichen Probanden getestet. Das „Herzpflaster“ ist ein Paradebeispiel für translationale Forschung, die Ergebnisse aus dem Labor in die klinische Anwendung bringt.
Der Ansatz ist weltweit einmalig. Der „Herzpatch“ aus Herzmuskelzellen wird schonend und minimalinvasiv direkt auf das Herz aufgebracht. Die Forscher verwenden induzierte pluripotente Stammzellen (iPSC), um funktionale Herzmuskel- und Bindegewebszellen zu entwickeln. Die weltweit erste Übertragung eines iPSC-basierten Herzreparaturansatzes über Rhesusaffen auf den Menschen ist eine besondere Teamleistung von Grundlagenwissenschaftlern, translationalen Forschern und Klinikern der UMG und des UKSH.
In einem einzigartigen Ansatz konnten die Forscher zeigen, dass ein Herz, das durch einen Herzinfarkt geschädigt wurde, durch die Implantation eines Herzpflasters wiederhergestellt werden kann. Darüber hinaus kann auf diese Weise eine Verbesserung der Herzfunktion erreicht werden, und es treten keine unerwünschten Nebenwirkungen auf. Die weltweit erste klinische Studie zur dauerhaften Herzmuskelrekonstruktion mit menschlichen Stammzellen wurde im Dezember 2020 vom Paul-Ehrlich-Institut genehmigt. Seit März 2021 werden Patienten im Rahmen der klinischen Studie BioVAT-HF-DZHK20 (Biological Ventricular Assist Tissue in Terminal Heart Failure) behandelt.
Die Jury würdigte die interdisziplinäre Teamarbeit und die Innovationskraft des Projekts. Der Deutsche Hochschulmedizin-Preis wird jährlich vom Medizinischen Fakultätentag (MFT) und dem Verband der Universitätsklinika in Deutschland (VUD) verliehen. Er würdigt neben der Teamleistung in der Hochschulmedizin vor allem die Innovation und Umsetzung von Forschungsprojekten in die Patientenversorgung sowie die gesellschaftliche Wirkung medizinischer Leistungen.
Die Preisverleihung findet im Rahmen des Tages der Universitätsmedizin am 28. November 2024 in Berlin statt. Der Preis ist mit 25.000 Euro dotiert.
Habilitationspreis für Malte Tiburcy
Preisträger des „Habilitationspreises des Vereins der Freunde und Förderer der Medizinischen Fakultät der Georgia Augusta zu Göttingen e.V., WS 23/24“ sind PD Dr. Malte Tiburcy (Abt. Pharmakologie und Toxikologie) und PD Dr. Moritz Maximilian Hollstein (Abt. Dermatologie, Venerologie und Allergologie). PD Dr. Malte Tiburcy erhält den Preis für seine Habilitationsschrift: „Humanes Muskelgewebe für die translationale Pharmakologie“.
Webpage Verein der Freunde und Förderer der Medizinischen Fakultät der Georgia Augusta zu Göttingen e.V.
Wolfram-Hubertus Zimmermann ausgezeichneter Dozent bei Eurolife Network
Das „Eurolife Network of European Universitits in Life Sciences“ feierte sein 25-jähriges Bestehen mit einem Gipfeltreffen an der Universitätsmedizin Göttingen. Prof. Dr. Wolfram-Hubertus Zimmermann war der Hauptredner dieser Veranstaltung. Im Rahmen der Veranstaltung fand das halbjährliche akademische Eurolife-Symposium zum Thema „Advanced Therapies for Cardiovascular Disease“ statt, bei dem namhafte Experten von Partnerinstitutionen bahnbrechende Erkenntnisse vortrugen und für ihre Beiträge zur Förderung der Herz-Kreislauf-Forschung mit den renommierten Eurolife-Medaillen ausgezeichnet wurden.
Ausstellung "Herz & Hirn - gemeinsam verstehen"
Herz & Hirn — gemeinsam verstehen
18. April – 20. Oktober 2024 | Forum Wissen
Berliner Straße 28, 37073 Göttingen
Öffnungszeiten: Di — So von 10 — 18 Uhr
Eintritt frei!
Wie funktioniert ein „Pflaster“ für das Herz? Wie kann man mit Hilfe von Licht hören? Und wie verläuft der Weg von der Grundlagenforschung zur Diagnose und zur Therapie? Diesen Fragen geht die Ausstellung „Herz & Hirn – gemeinsam verstehen“ auf den Grund.
Die Ausstellung präsentiert modernste Mikroskopietechniken, mit denen Forschende in Zellen und Gewebe „hineinschauen“ können. Besucher*innen sind eingeladen zu einer Reise durch die Bilderwelten moderner Mikroskopie. Eigens für die Ausstellung produzierte Filme, interaktive Anwendungen und Tastmodelle bieten auf ca. 360 qm vielfältige Einblicke in die interdisziplinäre Forschung der Wissenschaftler*innen des Exzellenzclusters „Multiscale Bioimaging: von molekularen Maschinen zu Netzwerken erregbarer Zellen (MBExC)“ an der Georg-August-Universität und der Universitätsmedizin Göttingen. Das Exzellenzcluster untersucht die Zusammenhänge von Herz- und Gehirnerkrankungen mit neuesten bildgebenden Verfahren.
Überraschende Gemeinsamkeiten entdecken!
Im Fokus des MBExC stehen die elektrisch erregbaren Herzmuskel- und Nervenzellen, die überraschend viele Gemeinsamkeiten aufweisen. Ziel ist es, diese zu erforschen, um beide Systeme und ihre Funktionen ganzheitlich vom Molekül bis zum Organ zu untersuchen und zu verstehen. Kleinste Zellbausteine und Netzwerke ermöglichen die komplexen Funktionen eines Organs und spielen bei der Entstehung von Erkrankungen eine wesentliche Rolle. Auf dieser Grundlage werden neue Ansätze für die Diagnose und Therapie von Erkrankungen des Herzens, des Gehirns oder beider Organe entwickelt.
Die Ausstellung nimmt die Besucher*innen mit auf eine Reise durch die Entstehungs- und Entwicklungsprozesse von wissenschaftlichen Erkenntnissen und verdeutlicht die gesellschaftliche Relevanz dieser Forschung, die den Menschen in den Mittelpunkt stellt.
8. jährliches NIH PCTC-Symposium über kardiovaskuläres Bioengineering
„Das George and Angelina Kostas Research Center for Cardiovascular Nanomedicine Symposium„ und das 8. jährliche NIH PCTC Cardiovascular Bioengineering Symposium“ werden vom 22. bis 25. Mai in Houston, Texas, stattfinden: https://cvbe2024tmc.org/
Wolfram Zimmermann wird zum Thema „Herzreparatur mit biologischem Herzunterstützungsgewebe aus Gewebezüchtung“ sprechen.
Weitere interessante Referenten finden Sie auf: https://cvbe2024tmc.org/agenda/
Datum: Mai 22-25, 2024
Ort: Hybrid: Houston Methodist Research Institute, Texas Medical Center, Houston, Texas / virtuelle Teilnahme:
Das 8. Symposium der National Institutes of Health Progenitor Cell and Translational Medicine in Cardiovascular Bioengineering 2024 (PCTC CVBE 2024) ist eine hybride Veranstaltung mit einer persönlichen und einer virtuellen Komponente für Teilnehmer, die nicht in die USA reisen können.
Registrierung: https://learn.houstonmethodist.org/content/george-and-angelina-kostas-research-center-cardiovascular-nanomedicine-8th-annual
Vortrag: Herztöne | Herzpflaster: Lässt sich das Herz reparieren?
Am 7. Mai 2024 spricht Prof. Dr. Wolfram-Hubertus Zimmermann zum Thema "Herzpflaster".
Thema: Herzpflaster: Lässt sich das Herz reparieren?
Referent: Prof. Dr. Wolfram-Hubertus Zimmermann, Direktor des Instituts für Pharmakologie und Toxikologie
Datum: Dienstag, 7. Mai 2024
Zeit: ab 18 Uhr
Ort: StartRaum, Friedrichstraße 3/4, 37073 Göttingen
Anmeldung: Öffentlichkeitsarbeit des Herzzentrums |
Weitere Informationen unter: herzzentrum.umg.eu/herztoene
Podiumsdiskussion "Herzpflaster"
Podiumsdiskussion und Pressekonferenz "Zwei Jahre mit Herzpflaster, Patient berichtet über Erfahrungen" (18. März 2024)
Die Studie BioVAT-HF-DZHK20 ist die weltweit einzige klinische Studie, in der Patient*innen mit Herzschwäche künstliches Herzgewebe implantiert wird, um den Herzmuskel dauerhaft zu stärken. Die Studie ist ein Exempel für die translationale Forschung in und aus Göttingen: Vom Labor bis in die klinische Anwendung. Unser Ziel ist es, das Herzpflaster als Therapieverfahren für Patient*innen mit fortgeschrittener Herzschwäche zu etablieren – und das weltweit.
Bisher wurden 12 Patient*innen mit dem Herzpflaster behandelt, jeweils sechs an der Universitätsmedizin Göttingen (UMG) und dem Universitätsklinikum Schleswig-Holstein (UKSH).
Im Mittelpunkt der Podiumsdiskussion steht ein Patient, dem im April 2022 in Lübeck erstmalig die Höchstdosis an künstlichem Herzgewebe implantiert wurde. Nun berichtet er öffentlich von seinen Erfahrungen „2 Jahre mit Herzpflaster“.
Die Podiumsdiskussion wurde von Dr. Thomas Ramge, Sachbuchautor, Keynote-Speaker und Moderator, geleitet.
Teilnehmer:
- Prof. Dr. Stephan Ensminger, Direktor der Klinik für Herz- und thorakale Gefäßchirurgie, Universitätsklinikum Schleswig-Holstein (UKSH), Campus Lübeck
- Dr. Lothar Germeroth, Geschäftsführer der Repairon GmbH
- Prof. Dr. Ingo Kutschka, Direktor der Klinik für Herz-, Thorax- und Gefäßchirurgie, UMG
- Prof. Dr. Michael P. Schön, Ständiger Vertreter des Vorstands 1 der UMG
- Prof. Dr. Tim Seidler, Stv. Direktor der Abteilung Kardiologie, Kerckhoff Klinik GmbH
- Prof. Dr. Wolfram-Hubertus Zimmermann, Leiter des Instituts für Pharmakologie und Toxikologie, UMG
Pressemeldung der UMG zur Veranstaltung: https://www.umg.eu/news-detail/news-detail/detail/news/zwei-jahre-mit-herzpflaster-patient-berichtet-ueber-erfahrungen/
Video von SAT.1 Regional: https://www.sat1regional.de/herzpflaster-universitatsmedizin-gottingen-setzt-patienten-herzmuskelpraparat-aus-stammzellen-ein/
Bericht in der HNA: https://www.hna.de/lokales/goettingen/goettingen-ort28741/der-weltweit-erste-patient-mit-umg-herzpflaster-berichtet-92900712.html
Bericht im NDR: https://www.ndr.de/nachrichten/schleswig-holstein/Neue-Therapie-Mit-dem-Herzpflaster-gegen-Herzmuskelschwaeche-,herzmuskel136.html
Ringvorlesung 2023/24: „Herz und Hirn gemeinsam im Fokus“
„Herz und Hirn gemeinsam im Fokus“ ist der Titel der öffentlichen Vortragsreihe der Universität Göttingen und der Niedersächsischen Akademie der Wissenschaften zu Göttingen im Wintersemester 2023/2024. In dieser Reihe geben Göttinger Wissenschaftler des Exzellenzclusters „Multiscale Bioimaging“ (MBExC) umfassende Einblicke in den einzigartigen Forschungsansatz des Clusters.
Am Dienstag, 05. Dezember 2023, sprach Wolfram Zimmermann zum Thema "Herzpflaster: Hilfe für ein schwaches Herz".
Am Dienstag, 23. Januar 2024, hielt Niels Voigt einen Vortrag über "Herzbeben - Wenn das Herz außer Takt gerät...".
Programm der "Ringvorlesung": https://s.gwdg.de/06jc6q
Die Vorträge finden um 18:15 Uhr in der Aula, Wilhlemsplatz 1, statt und werden eine Woche später mittwochs um 12 Uhr im StadtRadio Göttingen (107,1 MHz) gesendet. Darüber hinaus werden sie langfristig als Videoaufzeichnung auf dem YouTube Kanal der Universität sowie auf dem YouTube Kanal des MBExC verfügbar sein.
Über das MBExC: https://mbexc.de/
Herzpflaster in klinischer Prüfung: Dosisfindung abgeschlossen
Die weltweit einzige klinische Studie zur Implantation von künstlichem Herzgewebe zur dauerhaften Stärkung des Herzmuskels bei Patienten mit Herzinsuffizienz hat den ersten wichtigen Meilenstein erreicht: Die Bestimmung der maximalen sicheren Dosis wurde nach der Behandlung von 10 Patienten abgeschlossen.
Die klinische Studie untersucht die Sicherheit und Wirksamkeit von iPSC-abgeleitetem menschlichem Myokard (EHM) als biologisches Herzunterstützungsgewebe (BioVAT) bei fortgeschrittener Herzinsuffizienz (NCT04396899). Die Bestimmung der maximalen sicheren Dosis ist nun nach der Behandlung von 10 Patienten abgeschlossen. Insgesamt 35 Patienten werden von nun an mit künstlichem Herzgewebe aus 800 Millionen Herzzellen behandelt, um Erkenntnisse über die Wirksamkeit der Herzpflaster zu gewinnen. Der Studie geht eine 25-jährige präklinische Entwicklung voraus. Der Abschluss von BioVAT-HF mit 35 Patienten, die mit der sicheren Maximaldosis behandelt werden, wird für 2025 erwartet. Die BioVAT-HF-DZHK20-Studie wird an der Universitätsmedizin Göttingen (UMG) und dem Universitätsklinikum Schleswig-Holstein (UKSH), Campus Lübeck, durchgeführt und vom Deutschen Zentrum für Herz-Kreislauf-Forschung (DZHK) und der Repairon GmbH finanziert.
Kontact:
Universitätsmedizin Göttingen, Universität Göttingen
Institut für Pharmakologie und Toxikologie
Prof. Dr. Wolfram-Hubertus Zimmermann
Robert-Koch-Straße 40, 37075 Göttingen
Telefon 0551 / 39-65781, Fax 0551 / 39-5699
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