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Kardiologie 26. September 2014

Schmerzlose Kardioversion mit Licht

Ein neues Verfahren zur Konversion von Vorhofflimmern in Sinusrhythmus funktioniert ohne Elektroschock – vorerst allerdings nur in der Petrischale.

Mit optogenetischen Methoden gelang es, Arrhythmien in Herzzellkulturen zu beenden.

Die elektrische Kardioversion durch Abgabe eines Stromstoßes ist die effektivste Methode zur Überführung von Vorhofflimmern in Sinusrhythmus. Da die Abgabe der Elektroschocks im wachen Zustand sehr schmerzhaft wäre, werden die Patienten in eine kurze Narkose versetzt.

Optogenetik

Eine Arbeitsgruppe um Dr. Brian Bingen vom Herzzentrum der Universität im belgischen Leiden beschäftigt sich derzeit mit einer neuen Methode, mit der möglicherweise irgendwann einmal der Sinusrhythmus auf schmerzlose Weise wiederhergestellt werden kann. Bingen und sein Team bauen dabei auf den neuen Forschungszweig der Optogenetik, der Methoden der Genetik und Optik kombiniert.

Dabei geht es darum, Proteine auf gentechnischem Wege durch Manipulation der codierenden DNA in ein lichtempfindliches „Schalter“-Molekül zu verwandeln und anschließend in bestimmte Zielzellen bzw. -gewebe einzubringen. Durch An- und Abschalten von Licht ist es dann möglich, die Funktion der in dieser Weise modifizierten Zellen zu beeinflussen und zu kontrollieren.

Lichtinduzierte Defibrillation von Herzzellen

Bingen und seine Kollegen haben die Hoffnung, dass sich mit dieser Methode speziell im Herzmuskelgewebe auch eine lichtinduzierte Defibrillation ohne Elektroschock zur Beendigung von Vorhofflimmern erzeugen lässt. Erste Forschungsergebnisse hat Bingen Anfang Juli beim Kongress Frontiers in CardioVascular Biology (FCVB) 2014 in Barcelona vorgestellt. Seine Arbeitsgruppe nutzte für die Experimente eine genetisch veränderte Form eines sogenannten Channelrhodopsins (calcium-translocation channelrhodopsin, CatCh). Dabei handelt es sich um einen natürlichen lichtsensitiven depolarisierenden Ionenkanal. Mithilfe viraler Transfektionstechniken (Lentiviren) wurde das CatCh-Gen in Herzzellen gebracht, die dann durch Licht aktivierbare Ionenkanäle exprimierten.

Noch sind die Wissenschaftler nicht so weit, an dreidimensionalen Herzgewebestrukturen testen zu können, ob sich durch eine lichtinduzierte Depolarisation des Herzgewebes der normale Herzrhythmus wiederherstellen lässt. Erfolgreich verliefen aber bereits Versuche an zweidimensionalen kardialen Gewebestrukturen in Form von Monolayern aus Verbänden funktionsfähiger Kardiomyozyten in der Petrischale: Tests an insgesamt 31 so geschaffenen 2D-Herzen ergaben übereinstimmend, dass zuvor durch elektrische Stimulation induzierte Arrhythmien durch Abgabe von – in diesem Fall blauem – Licht beendet werden konnten, berichtete Bingen. Noch sind in der Entwicklung der Methode allerdings viele Hürden zu nehmen. Die nächste wird der Nachweis sein, dass sich der Erfolg der lichtinduzierten Defibrillation auch an dreidimensionalen Herzstrukturen reproduzieren lässt. Und bis das Verfahren – wenn überhaupt – einmal beim Menschen therapeutisch nutzbar sein wird, könnten wohl noch ein bis zwei Jahrzehnte vergehen.

Quelle: Cardio News 7–8/2014, ©Springer Verlag

springermedizin.de, Ärzte Woche 40/2014

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