Ein Herzinfarkt ist nicht nur akut lebensbedrohlich, er birgt auch langfristig schwerwiegende Gesundheitsrisiken. 50 bis 60 % der Betroffenen sterben in der Folge am plötzlichen Herztod, ausgelöst durch Herzrhythmusstörungen. „Das Problem sind die Narben, die bei einem Herzinfarkt gebildet werden“, erklärt Felix B. Engel. Er ist Professor für Experimentelle Nieren- und Kreislaufforschung an der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) und am Uniklinikum Erlangen. „Sie leiten elektrische Signale schlechter als gesundes Gewebe, was dazu führt, dass die Herzmuskelzellen nicht mehr effizient miteinander kommunizieren und zusammen im Rhythmus schlagen.“
Herzschrittmacher können belastend sein
Die bislang wirksamste Therapie zur Vorbeugung des plötzlichen Herztods sind implantierbare Herzschrittmacher, so genannte Cardioverter-Defibrillatoren, kurz: ICD. Diese Geräte erkennen Kammerflimmern und geben einen energiereichen Schock an das Herz ab, um den normalen Sinusrhythmus wiederherzustellen. Allerdings sind ICD nicht in der Lage, das Grundproblem zu verhindern, nämlich das Auftreten von Herzrhythmusstörungen. Zudem schädigt der häufige Einsatz von ICD das Herz weiter. Die Schocks verursachen erheblichen psychischen Stress und beeinträchtigen die Lebensqualität der Patienten.
Hydrogel elektrifiziert Herzmuskelzellen
Auf der Suche nach Alternativen zu ICD hat die Arbeitsgruppe von Felix Engel in Zusammenarbeit mit Herzforschenden der Universität Bonn sowie Physikern und Werkstoffwissenschaftlern der FAU nun einen möglichen neuen Ansatz gefunden: Das Team hat ein so genanntes Hydrogel entwickelt, das aus Kollagen als gut verträglicher Trägersubstanz und der elektrisch leitenden Substanz Pedot:PSS besteht.
„Wir können dieses Gel direkt in das Narbengewebe des Herzens injizieren“, sagt Dr. Kaveh Roshanbinfar, Mitarbeiter der Engel-Gruppe und Erstautor der Studie. „Dadurch wird das Gewebe gewissermaßen elektrifiziert, und die Herzmuskelzellen können wieder besser miteinander kommunizieren.“ Erste Versuche im Tiermodell haben gezeigt, dass das Kollagen-Pedot:PSS-Hydrogel erfolgreich vor Arrhythmien und Kammerflimmern schützt und die energiereichen Schocks von ICDs damit überflüssig machen könnte.
Noch sind Tests zum Hydrogel erforderlich
Noch ist umfangreiche Forschungsarbeit nötig, bis das Hydrogel in der klinischen Praxis zum Einsatz kommen kann. Felix Engel: „Zum einen sind die Narben nach einem Infarkt beim Menschen viel komplexer als beispielsweise bei Mäusen. Zum anderen ist unklar, wie unser Immunsystem auf das Hydrogel reagiert.“ Sind diese und ähnliche Fragen geklärt, könnte das Kollagen-Pedot:PSS-Hydrogel zunächst an Hochrisikopatienten getestet werden, die unter energiereichen Schocks der ICDs besonders leiden.
Kontakt:
FAU
Professor Felix B. Engel
E-Mail: felix.engel@uk-erlangen.de
https://doi.org/10.1002/adma.202403642
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