Herzinsuffizienz

Knochenmarkstammzellen beeinflussen Herzfunktion

Forscher aus Rostock entschlüsseln Krankheitsmechanismus für Herzinsuffizienz.

Dreidimensionale t-SNE Kalkulation

Dreidimensionale t-SNE Kalkulation durch maschinelles Lernen zur Klassifizierung von Patienten durch Verwendung spezifischer Biomarker im peripheren Blut zur notwendigen Verbesserung der Herzfunktion | Uni Rostock

Stammzelltherapien für Herzerkrankungen haben die hochgesteckten Erwartungen von Wissenschaftlern, Patienten und Gesellschaft bezüglich ihrer klinischen Eignung bisher nicht erfüllen können, obwohl umfangreiche Nachweise in Tiermodellen gemacht wurden. Der Wissenschaftler und Herzchirurg an der Universität Rostock, Prof. Gustav Steinhoff, und sein Forschungsteam haben die Ursache für das Therapieversagen in der Reaktionsfähigkeit der Knochenmarkstammzellen gefunden und die Ergebnisse publiziert. In der randomisierten doppel-blinden Placebo kontrollierten Phase 3 Studie PERFECT mit Stammzelltherapie und Bypassoperation, wurde in 40 % der Patienten ein Therapieversagen festgestellt. Bei diesen lag zugleich eine Unterdrückung der Knochenmarkstammzellen in Verbindung mit dem Genregulator SH2B3 vor. Das Resultat ist ein Stammzellmangel im Blut als Ursache für fehlendes Nachwachsen von Gefäßen für die Sauerstoffversorgung der Herzmuskulatur und damit Ursache für nachfolgende Herzinsuffizienz.

Kardiologie

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Pilotprojekt wurde gefördert

Die klinische Forschung wurde als Pilotprojekt in Deutschland vom Bundesministerium für Bildung und Forschung und der EU für die Entwicklung von hochstandardisierten Stammzelltherapien gefördert und die klinische Studie von 2009 bis März 2016 durchgeführt, um Sicherheit und Effizienz der Transplantation von CD133+ Stammzellen aus dem Knochenmark zusammen mit Bypassoperation zu prüfen. Die multizentrische Studie wurde mit den führenden Herzzentren in Deutschland Bad Oeynhausen, Berlin, Hamburg, Hannover, Leipzig und Rostock, zusammen mit dem Biotechnologie Unternehmen Miltenyi-Biotec GmbH, Bergisch-Gladbach und Wissenschaftlern in Freiburg, München und Göttingen realisiert.

Klinische Resultate anders als erwartet

Professor Gustav Steinhoff, der klinische Leiter der PERFECT Studie und Hauptautor der Publikation, hat fast ein Jahr mit einem Spezialistenteam der beteiligten Universitäten und Biotechnologie-Unternehmen die Ergebnisse der Studie und der Begleitforschung analysiert. „Es war ein enormes Puzzle. Die klinischen Resultate waren nach Entblindung der Studie komplett anders als erwartet. Allerdings gab es eine nicht erklärte Besserung von 10% der Pumpleistung des Herzens unabhängig von der Stammzelltherapie,“ sagte Gustav Steinhoff, der schon 2001 in Rostock die weltweit erste Stammzelltranplantation in den Herzmuskel durchführte. „Wir fanden dann bei 40% der Patienten überhaupt keine Verbesserung der Herzfunktion, während die übrigen 60% sogar im Mittel 17% Verbesserung der Pumpfunktion und ein besseres Langzeitüberleben aufwiesen.“

Präoperative Biomarker-Diagnostik etabliert

Die Forscher konnten dann mit Hilfe von neuen künstlich intelligenten lernenden Rechenprogrammen eine präoperative Biomarker-Diagnostik für die Erkrankung etablieren, mit der Patienten mit gesundem Knochenmark für eine Verbesserung der Herzfunktion ausgewählt werden können. Mit dieser neuen Computer-assistierten Diagnostik können Patienten individuell mit einer optimalen Therapie mit Bypassoperation und Stammzellen behandelt werden. (idw, red)

Study protocol PERFECT

TRIAL REGISTRATION

Funding: German Ministry of Research and Education (BMBF) FKZ0312138A, EU ESF/IV-WM-B34-0011/08, ESF/IV-WM-B34-0030/10 and Miltenyi Biotec GmbH, Bergisch-Gladbach, Germany