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Stoßwellentherapie – Forschungspreis für Entschlüsselung des molekularen Mechanismus

Trotz großer Fortschritte in der Therapie des Herzinfarkts, bleibt die Regeneration des minderdurchbluteten Herzmuskels ein ungelöstes Problem. Der in einigen Bereichen bereits nachgewiesene, regenerative Effekt von Stoßwellen könnte auch für die Regeneration nach Herzinfarkt innovative Impulse setzen. Das untermauert eine kürzlich ausgezeichnete Forschungsarbeit von Dr. Johannes Holfeld von der Univ.-Klinik für Herzchirurgie, in der erstmals der Wirkmechanismus von Stoßwellen aufgeklärt wird.

Vor dem Hintergrund der stetig wachsenden Zahl an PatientInnen mit Herzinfarkt sind dringend regenerative Therapiemethoden gefragt. Trotz Revaskularisation (Wiedereröffnung des Herzkranzgefäßes) und Pharmakotherapie führt der Untergang von Herzmuskelzellen zu einem irreversiblen Funktionsverlust mit Ausbildung einer fibrotischen Infarktnarbe. „Auch bisher intensiv beforschte Methoden zur Herzmuskelregeneration, insbesondere die Stammzellen- und Gentherapie, konnten trotz teilweise vielversprechender Ergebnisse noch keine breite klinische Anwendung finden, was an der Komplexität der Methoden, am Nebenwirkungsprofil und auch an ethischen Problemen liegen dürfte“, erklärt Dr. Johannes Holfeld von der Univ.-Klinik für Herzchirurgie (Direktor Univ.-Prof. Dr. Michael Grimm), die auf dem Gebiet der Weiterentwicklung innovativer Regenerationsmethoden nach Herzinfarkt international anerkannt ist. Rezente Forschungsergebnisse aus der Arbeitsgruppe um Dr. Johannes Holfeld und Prof. Michael Grimm tragen nun zur Aufklärung der molekularen Mechanismen bei, welche dem regenerativen Effekt von Stoßwellen zugrunde liegen. Maßgeblich dazu beigetragen haben enge Kooperationen mit dem Universitätsklinikum Frankfurt (Dr. Patrick Paulus) sowie dem Angiologielabor an der Univ.-Klinik für Innere Medizin III in Innsbruck (Ao.Univ.-Prof. Dr. Rudolf Kirchmair).

Innovative Weiterentwicklung

„Stoßwellen werden in der Medizin schon seit über 30 Jahren zur Nierensteinzertrümmerung eingesetzt. Aufgrund eines Zufallsbefundes in den 1980er Jahren erkannte man, dass Stoßwellen auch Regeneration anregen. Seither wurde der regenerative Effekt für eine Vielzahl von Anwendungen etabliert“, weiß Dr. Holfeld. So werden Stoßwellen in niedrigen Energien heute etwa routinemäßig zur Behandlung von Wundheilungsstörungen, Pseudoarthrosen und Sehnenansatzerkrankungen (z.B. Fersensporn, Tennisellbogen) angewandt. Seit einigen Jahren wird daran gearbeitet, den regenerativen Effekt der Stoßwellentherapie auch für die Anwendung am Herzen zu modifizieren. Vielversprechende präklinische Untersuchungen haben bereits zur klinischen Anwendung im Rahmen von Studien geführt, in Deutschland haben sie teilweise schon Eingang in den Leistungskatalog der Sozialversicherungsträger gefunden.

Induktion von Angiogenese via Toll-like Rezeptor 3

Die Induktion von Angiogenese (Aussprossung neuer Blutgefäße) und die Modulation der Inflammation zählen zu den zahlreichen positiven Effekten der kardialen Stoßwellentherapie. Den bislang nahezu unbekannten Wirkmechanismus konnte Dr. Johannes Holfeld nun erhellen. Gemeinsam mit seiner Arbeitsgruppe am Herzchirurgischen Forschungslabor in Innsbruck konnte Dr. Holfeld zeigen, dass Stoßwellen einen ganz bestimmten Rezeptor des angeborenen Immunsystems aktivieren, namentlich Toll-like Rezeptor 3. „Sobald einmal aktiviert, werden über dessen Signalwege dann sämtliche bekannte Effekte der Stoßwellentherapie angeregt, darunter insbesondere Angiogenese und Inflammationsmodulation in ischämischem Muskel“, erklärt Dr. Holfeld, dessen Arbeit am Jahreskongress der ESC Acute Cardiac Care Association im Oktober 2014 in Genf vorgestellt und sogleich mit dem Young Investigators Award ausgezeichnet wurde. Teile der entsprechenden molekularen Mechanismen wurden bereits 2013 bei der Jahrestagung der American Heart Association, sowie im heurigen Jahr bei der ESC in Barcelona präsentiert.

Die vielversprechenden Erkenntnisse aus dem Innsbrucker Labor bringen die kardiale Stoßwellentherapie damit einen Schritt weiter in Richtung klinischer Routineanwendung. Neben der Univ.-Klinik für Herzchirurgie der Medizinischen Universität Innsbruck arbeiten im deutschsprachigen Raum auch die Kardiologischen Abteilungen der Universitäten Frankfurt und Bern an neuen Therapieoptionen mit dieser Technologie.

(J.Holfeld/D.Heidegger)

Links:

Low energy shock wave therapy induces angiogenesis in acute hind-limb ischemia via VEGF receptor 2 phosphorylation. Holfeld J, Tepeköylü C, Blunder S, Lobenwein D, Kirchmair E, Dietl M, Kozaryn R, Lener D, Theurl M, Paulus P, Kirchmair R, Grimm M. PLoS One. 2014 Aug 5;9(8):e103982.
http://dx.doi.org/10.1371/journal.pone.0103982

Univ.-Klinik für Herzchirurgie
https://www.i-med.ac.at/patienten/ukl_herzchirurgie.html

Internationale Stoßwellengesellschaft, ISMST
http://www.ismst.com

European Society of Cardiology
http://www.escardio.org/Pages/index.aspx

Acute Cardiovascular Care Association
http://www.escardio.org/communities/ACCA/Pages/welcome.aspx?hit=homepage