Neue Strategien gegen Herzrhythmusstörungen

SCD liegen in der Regel Herzrhythmusstörungen zugrunde, von denen 80% auf Kammerflimmern (ventricular fibrillation, VF) zurückgehen, d.h. die unkoordinierte Kontraktion des Herzmuskels durch unregelmäßige elektrische Impulse, die eine schwere Herzfunktionsstörung verursachen.

Kürzlich entdeckten Forscher, dass dem Kammerflimmern eine elektrische Aktivität vorausgeht, die in einem spezialisierten Zelltyp im Herzen, so genannten Purkinje-Fasern, ensteht, und dass eine Ablation dieser Bereiche in hohem Maße das Wiederauftreten von VF reduziert.

Das Projekt PSCD (Establishing the role of Purkinje fibres in the development of arrhythmias for the prevention of sudden cardiac death: Insights from a combined in vivo and ex vivo study) kombiniert optische Bildgebung ex vivo mit elektrophysiologischen Techniken in vivo, um die Funktion der Purkinje-Fasern zu klären.

Zunächst untersuchte das Projekt die elektrischen Ausbreitungs- und Repolarisationsmuster im Herzen auf der Suche nach Faktoren, die zu einer gestörten Erregungsbildung führen.

Erstmals wurde experimentell verifiziert, dass Purkinje-Fasern die elektrische Aktivierung und Weiterleitung in Herzmuskeln beeinflussen, und dass elektrische Kopplung, Gewebearchitektur und Morphologie des Aktionspotentials wichtige Auslöser von Rhythmusstörungen sind. Diese Ergebnisse wurden im Fachblatt Frontiers in Physiology präsentiert.

PSCD stellte einen neuen Ansatz für eine globale Aktivierungskarte auf Basis optischer Signale vor, die in den Proceedings der 35. Internationalen IEEE-Jahreskonferenz veröffentlicht wurde. Damit steht ein sehr leistungsfähiges Werkzeug zur 3D-Rekonstruktion der elektrischen Aktivität in großen Tierherzen ex vivo zur Verfügung. Dem Forschungsleiter wurde für seine Arbeit auf dem 40. Internationalen Kongress für Elektrokardiologie in Großbritannien der dritte Preis für Nachwuchsförderung verliehen.

Dieser Forscher entdeckte auch einen neuen Signalweg für ventrikuläre Tachykardie im normalen gesunden Herzmuskel bei Schafen. Ventrikuläre Tachykardie ist eine Erkrankung, bei der der Herzschlag 100 Schläge pro Minute übersteigt. Der Signalweg ist eine Muskelstruktur, das so genannte Moderatorband, das offenbar einige Strukturen des Purkinje-Netzwerks enthält.

Das Projekt enthüllte neue Zielstellen für die therapeutische Ablation bei Herzrhythmusstörungen, was die Ablationsgenauigkeit, Operationszeit, Erfolgsquote und damit das Behandlungsergebnis verbessern dürfte. Außerdem eignen sich die neuen Instrumente zur Analyse verschiedener experimenteller Modelle, Arten und elektrischer Aktivierungsmuster.