Entzündungen im Kinderherzen frühzeitig erkennen

Kinder mit angeborenen Herzfehlern müssen oft direkt nach der Geburt operiert werden. Postoperative Entzündungen sind danach leider keine Seltenheit. Je früher diese erkannt werden, desto weniger belastend sind sie für die kleinen Patienten.

Projektort:
Deutsches Herzzentrum Berlin
(DHZB)

Zeitplan:
2 Jahre 

Projektleitung:
Prof. Dr. Katharina Schmitt

Fördervolumen:
209.300 €

Operation nur mit Herz-Lungen-Maschine - aber nicht ohne Folgen

Ohne den zwar lebensrettenden aber auch belastenden Einsatz der Herz-Lungen-Maschine sind diese Operationen nicht möglich. Postoperative Komplikationen können zum Beispiel Entzündungsreaktionen sein. Diese Entzündungen treten häufig auf - und es fehlen mess- und belastbare Parameter, sogenannte Biomarker, durch die solche Reaktionen frühzeitig erkannt oder sogar verhindert werden können.

„Es ist ein langer Weg, der einen langen Atem braucht. Aber wir haben ein Ziel vor Augen und wollen für unsere Herzkinder mit komplexen Herzfehlern die Zeit im Krankenhaus reduzieren und Komplikationen minimieren.“

Prof. Dr. Katharina Schmitt

So funktionieren Biomarker: Werte bestimmen und als messbare Parameter festlegen

Das Forschungsprojekt analysierte zunächst Mechanismen, die während der Herzoperation bei Kindern auftreten.

In einem nächsten Schritt wird nun die klinische Relevanz messbarer Parameter biologischer Prozesse genau untersucht, sogenannte Biomarker. Rund 130 Kindern wurde vor und nach der Herzoperation Blut abgenommen und diese Biomarker bestimmt. So werden der Krankheitsverlauf und das Auftreten von Komplikationen während und nach einer Operation am offenen Herzen bei Kindern beobachtet und Rückschlüsse für die klinische Bedeutsamkeit der Biomarker gezogen.

Die Freisetzung von Botenstoffen ist von Interesse.

Prof. Dr. Katharina Schmitt und ihr eingespieltes Team.

Zum Schutz wird das Gehirn während der Herzoperation gekühlt.

Die Blutproben werden mikroskopisch genau untersucht.

Biomarker als Botenstoffe erkennen und etablieren

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Besonderes Augenmerk liegt dabei auf einem Biomarker: dem Kälteschockprotein CIRBP. Das Protein hat einen schützenden oder einen entzündungsfördernden Effekt - abhängig von seinem Vorkommen innerhalb oder außerhalb der Zelle. Dieser Biomarker dient als Botenstoff, der im Blut der Herzkinder gemessen wird und so belastbare Schlussfolgerungen auf den Krankheitsverlauf zulässt. Mögliche Komplikationen vor und während der Operation am offenen Herzen können dadurch zukünftig früher erkannt und Folgeschäden für die kleinen Herzpatienten minimiert oder gar verhindert werden.

Erste Auswertungen deuten darauf hin, dass das Kälteschockprotein CIRBP sowohl für die Diagnostik als auch im späteren Verlauf für therapeutische Ansätze genutzt werden kann. Dies gilt es zu verifizieren. Dann können die negativen Folgen von Operationen am offenen Herzen von kleinen Patienten weiter reduziert werden.

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Update: Die Patientenrekrutierung für die klinische Studie konnte mit 130 Patienten erfolgreich abgeschlossen werden. In unserer klinischen Studie wurde Patienten, die am offenen Herzen am DHZB operiert wurden, Blut abgenommen, und zwar vor, direkt sowie 6 und 24 Stunden nach der Operation. Die klinischen Daten zur Analyse des postoperativen Verlaufs wurden bereits zusammengetragen und werden aktuell statisch analysiert. In Kombination mit dem Krankheitsverlauf und dem beobachteten Auftreten von Komplikationen können Rückschlüsse auf die potentielle Bedeutsamkeit der Biomarker gezogen werden.

Ausblick: Weitere Experimente führen die Ärzte im Labor durch. Dabei werden Zellen Schädigungsmechanismen ausgesetzt wie sie zum Beispiel bei Operationen auftreten, also der Unterversorgung mit Sauerstoff und Nährstoffen wie bei einer Ischämie. Auch therapeutische Maßnahmen, wie zum Beispiel die Herunterkühlung während der Operation, werden an Zellen angewendet. Durch den Kontakt des Blutes mit der Herz-Lungen-Maschine während der Operation werden Immunzellen im Körper aktiviert und es kommt zur Entzündung. Die Entzündung wird vorsätzlich ausgelöst, um so die Mechanismen dieser Immunzellaktivierung sowie die beteiligten Botenstoffe und Signalwege zu untersuchen.

„Nur die Kombination aus experimenteller und klinischer Forschung wird es uns langfristig ermöglichen, Antworten auf unsere vielen Fragen zu finden und die Lebensqualität unserer Patienten nach Herzoperation langfristig und nachhaltig zu verbessern“, betont Prof. Katharina Schmitt.

Ein klares Ziel vor Augen

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Roland Marzoch
Projektleitung Förderbereiche und Spenderkommunikation

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