Therapie von Herzrhythmusstörungen – Lichtbehandlung ersetzt schmerzhafte Stromstöße

Eine schmerzlose Lichtbehandlung kann den Herzschlag bei Herzrhythmusstörungen wieder stabilisieren. Davon berichtet ein internationales Forscherteam in einer kürzlich vorgestellten Studie. Die neue Technik soll die schmerzhafte sogenannte Defibrillation des Herzens durch starke Stromstöße in Zukunft ablösen.

Der schmerzhafte Einsatz von starken Stromstößen zur Behandlung einer akuten Herzrhythmusstörung gehört vielleicht schon bald der Vergangenheit an. Ein Team internationaler Wissenschaftler stellte kürzlich bei einer Konferenz der Frontiers in CardioVascular Biology 2014 eine neue Technik vor, die die Behandlung von Herzrhythmusstörungen mithilfe vom Lichtimpulsen ermöglicht.

Dabei kommt ein spezielles Verfahren – die genetische Modifizierung von Zellen mithilfe von Licht – zum Einsatz, das mit einem Lichtimpuls den Herzschlag wieder synchronisiert und einen gleichmäßigen Herzrhythmus herstellt.

Das geschah bisher mithilfe eines Stromstoßes, der mittels eines Defibrillators auf den Herzmuskel einwirkte. Dieses Verfahren stabilisiert zwar den sogenannten Kurvenrhythmus des Herzmuskels, ist aber auch mit derart starken Schmerzen verbunden, dass eine zusätzliche Behandlung mit Schmerzmitteln erforderlich wird.

Die Verwendung von Schmerzmitteln wiederum führt zu gefährlichen Komplikationen – z.B. erneuten Störungen des Herzkreislaufsystems, Atemproblem durch Zurückfließen von Mageninhalt über die Speiseröhre in die Lunge oder allergischen Reaktionen.

Bei akuten Herzrhythmusstörungen schlagen die oberen Kammern des Herzens (Atrien) unregelmäßig – Mediziner sprechen hier von einem unsynchronen Kurvenrhythmus –, wodurch die unteren Herzkammern nicht mehr ausreichend mit Blut versorgt werden. Leidet ein Patient unter diesem Kammerflimmern, besteht –aufgrund des erhöhten Risikos für Blutgerinnsel, Herzversagen oder Schlaganfall – Lebensgefahr.

Die nun entwickelte Technik aus dem Bereich der Optogenetik stimuliert den inneren Herzmuskel mit Licht und stabilisiert damit seinen Kurvenrhythmus. Um mit einem Lichtimpuls so weit in das Herz vordringen zu können, implantierten die Forscher im Labor lichtempfindliche „depolarisierende Protein-Kanäle“. Diese durch Licht aktivierten Proteine (sogenannte Calcium-Translocating Channelrhodopsin) wirken wiederum direkt auf gewisse Nervenzellen im Herzmuskelgewebe, sodass eine Resynchronisation des Herzrhythmus einsetzt.

Geplant ist, dass gefährdeten Patienten „ein netzartiges Gewebe an Leuchtdioden direkt ans Herz implantiert wird“, das mithilfe eines Sensors bei akutem Vorhofflimmern eingeschaltet wird und – über die so aktivierten Calcium-Kanäle – „die Rhythmusstörung beendet“, erklärt Studienautor Professor Brian O. Binger.

Die Forscher testeten das neue Verfahren zunächst an 31 Rattenherzen. Die Untersuchung zeigte, dass das optogenetische Defibrillations-Verfahren zur Wiederherstellung der Rhythmuskurve des Herzmuskels ähnlich effektiv arbeitet wie die herkömmliche Methode mit Stromstößen. Die Technik soll in naher Zukunft auch an menschlichen Herzen getestet werden.