DGTHG verleiht Nachwuchsförderpreis

Viele Herzoperationen sowie temporäre Kreislaufunterstützungs-systeme benötigen die extrakorporale Zirkulation (EKZ) und verursachen dadurch Ischämie- und Reperfusionsschäden (I/R-Schäden). Superoxid, welches enzymatisch durch Superoxiddismutasen (SOD) abgebaut wird, stellt einen wichtigen Mediator von schädlichen I/R-Schäden dar. Im kardiovaskulären System ist die extrazelluläre Isoform der SOD (SOD3) am bedeutendsten. Genetische Mutationen der SOD3 erhöhen das Risiko für Herzerkrankungen. Der Kalziumsensitizer Levosimendan wird bereits bei Herzinsuffizienz und kardiogenem Schock eingesetzt. Die klinische Wirksamkeit konnte in Studien jedoch nicht bewiesen werden.

In dieser Studie wurde der Einfluss der SOD3 sowie von Levosimendan auf I/R-Schäden in einem Kleintiermodell mit EKZ untersucht. Ratten mit verminderter SOD3-Aktivität zeigten sich eine verminderte Aktivierung kardioprotektiver Signalkaskaden sowie eine gesteigerte Apoptoserate im Vergleich mit gesunden Tieren. In einem zweiten Teilprojekt mit therapeutischem Ansatz wurde Ratten vor EKZ präventiv Levosimendan verabreicht (12 µg/kg KG) und mit Tieren ohne Medikamentengabe verglichen. Hierdurch konnte postoperativ eine verbesserte Hämodynamik erzielt werden. Zudem kam es zu einer Verminderung der I/R-bedingten Apoptose. Somit konnten ein protektiver Effekt der SOD3 und von Levosimendan auf I/R-Schäden bei EKZ nachgewiesen und somit potentielle neue Therapieansätze beschrieben werden.

(Laienverständliche Erklärung)

Während Herzoperationen muss häufig eine Herz-Lungen-Maschine (HLM) verwendet werden, um die Kreislauffunktion des Körpers während der Operation sicherzustellen. Dadurch kann es im Zusammenhang mit der HLM zu Gewebeschäden kommen, welche insbesondere durch reaktive Sauerstoffradikale vermittelt werden. Der Körper kann diese Radikale durch spezielle Enzyme (Superoxiddismutasen) entgiften. Im Kreislaufsystem kommt am häufigsten eine spezielle extrazelluläre Form des Enzyms SOD3 vor. Genetische Veränderungen der SOD3 erhöhen das Risiko für Herzerkrankungen. Das Kreislaufmedikament Levosimendan wird bereits bei Herzversagen eingesetzt; die klinische Wirksamkeit konnte jedoch noch nicht abschließend gesichert werden.

In dieser Studie wurde der Einfluss der SOD3 sowie von Levosimendan auf Gewebeschäden in einem Kleintiermodell mit HLM untersucht. Zunächst wurden Ratten mit erkrankter SOD3 mit gesunden Kontrollen verglichen. Dabei zeigten sich molekularbiologisch positive Veränderungen und ein erhöhter Schutz vor Gewebeschäden in Tieren mit gesunder SOD3. In einem zweiten Teilprojekt wurde Ratten vor Beginn der OP Levosimendan verabreicht und diese mit Tieren ohne Medikamentengabe verglichen. Hierdurch konnte postoperativ eine verbesserte Kreislaufsituation und eine verminderte Zellschädigung erzielt werden.

Somit konnte ein protektiver Effekt der SOD3 und von Levosimendan auf Gewebeschäden durch HLM bei Herzoperationen nachgewiesen, und damit neue Therapieansätze beschreiben werden.

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Moritz Immohr

Herzchirurgische Klinik der Universität Düsseldorf

Bildquelle: Moritz Immohr