Bereits 1976 gelang ein großer medizinischer Durchbruch. Der britische Forscher Michael Davies entdeckte, dass die Ursache von Herzinfarkten Blutgerinnsel waren, die sich in den Arterien auf der Oberfläche des Herzens bildeten. Seine Entdeckung hat zweifellos vielen Patienten das Leben gerettet. Gerinnsel- und Cholesterin-zerstörende Medikamente werden zusammen mit komplizierten Arterienerweiterungsverfahren heute routinemäßig eingesetzt, um Arterienblockaden zu verhindern, die dem Herzmuskel Sauerstoff entziehen und Herzinfarkte verursachen.
Vor 50 Jahren war die Wahrscheinlichkeit, dass ein britischer Bürger an einer Herzkrankheit – dem Begriff, der die Ansammlung von fettigen „Plaques“ in den Blutgefäßen auf der Herzoberfläche beschreibt – viermal höher war als heute, jedoch Herzkrankheit und Herzinfarkt sind nach wie vor die größten Todesursachen in der westlichen Gesellschaft und fordern im Vereinigten Königreich einen von sieben Männern und doppelt so viele Frauen das Leben wie Brustkrebs.
Aber jetzt verändern neue Technologien und ein explosionsartiges Verständnis dafür, was manche Menschen anfälliger für Herzinfarkte macht, das Spiel erneut. Forscher auf der ganzen Welt sehen jetzt die einst hoffnungslose Idee, Herzinfarkte zu beenden, als ein realistisches, wenn auch ehrgeiziges Ziel.
„Ich denke, die Beendigung von Herzinfarkten ist definitiv etwas, worauf wir jetzt hinarbeiten können“, sagt Prof. Metin Avkiran, Molekularkardiologe am King’s College London und stellvertretender medizinischer Direktor der British Heart Foundation. „Wir können definitiv einen größeren Einfluss haben.“
Das Ziel der Wissenschaftler ist klar:genau vorherzusagen, wer am anfälligsten für Herzinfarkte ist, und dann frühzeitig zu handeln, um Arterienschäden und -verstopfungen zu verhindern, bevor sie Leben bedrohen. Eine Reihe bahnbrechender Entwicklungen sind in Vorbereitung, um Herzkrankheiten im Keim zu ersticken. Dazu gehören Frühwarnsysteme für Herzinfarkte, die genetische Daten verwenden, Herzscan-Analysen durch künstliche Intelligenz und injizierbare Molekularsonden, die gefährliche Arterienverkalkungen aufspüren.
In den nächsten Jahren werden im Labor hergestellte Antikörper verfügbar sein, die die Proteine und Entzündungen blockieren, die einen Herzinfarkt auslösen. Sogar ein Impfstoff zur Vorbeugung von Herzinfarkten ist in Planung.
Berechnung des Herzinfarktrisikos
Hausärzte und Herzspezialisten können Ihr Risiko für Herzerkrankungen bereits vorhersagen, indem sie Berechnungen auf der Grundlage von Risikofaktoren wie Alter, Familienanamnese, Cholesterinspiegel und Blutdruck sowie Raucher- und Diabetes-Vorgeschichte durchführen. Aber aktuelle Risikoberechnungen sind grob.
Das neue Verständnis der Genetik ändert dies und bewegt sich von Berechnungen, die auf einer vagen „Familiengeschichte“ beruhen, zu genauen Ergebnissen, die auf bestimmten genetischen Merkmalen basieren. Bis heute haben Forscher 67 verschiedene Stellen in der DNA-Sequenz (sogenannte Varianten) identifiziert, die mit einem erhöhten Herzinfarktrisiko in Verbindung stehen, und viele davon sind vererbt. Je mehr Varianten Sie haben, desto höher ist Ihr Risiko.
Im Oktober 2018 berichteten britische Wissenschaftler der University of Cambridge und der University of Leicester, dass ihr neuer Genomic Risk Score-Test wesentlich genauer war als alle anderen aktuellen Mittel zur Vorhersage von Herzerkrankungen.
Die Forscher stützten den Test auf eine Computeranalyse von Daten von einer halben Million Menschen, die am britischen Biobank-Projekt teilnehmen. Durch das Knacken der Korrelation zwischen 1,7 Millionen genetischen Varianten und Gesundheitsgeschichten führte die Analyse der künstlichen Intelligenz zu einem Algorithmus, der das Herzrisiko anhand eines genetischen Profils genau vorhersagen konnte.
Die Forschung – Teil eines globalen Vorstoßes, maschinelles Lernen zu nutzen, um Muster in Big Data zu finden, um die Lebenserwartung zu verbessern – bedeutet, dass es bald für jeden (sogar Kinder) möglich sein könnte, einen Standard-Genotyp-Test zu haben, der weniger als 50 £ kostet, und so auch ihr Herzkrankheitsrisiko, das durch den Algorithmus bewertet wird. Medizinische und Lifestyle-Interventionen könnten dann eingesetzt werden, um die Wahrscheinlichkeit zu verringern, dass diejenigen, die am stärksten gefährdet sind, später im Leben einen Herzinfarkt zu erleiden.
Andere prädiktive Tests werden ebenfalls entwickelt. In diesem Jahr wurde vom National Space Biomedical Research Institute in Texas, das mit der NASA zusammenarbeitet, um die Auswirkungen der bemannten Raumfahrt auf den Körper zu reduzieren, ein Algorithmus eingeführt, den Patienten und Ärzte über eine App verwenden können. Sein neues Tool namens Astro-CHARM kombiniert traditionelle Risikofaktoren mit einem neu entdeckten Herzrisikoindikator – Koronararterienkalzium – zu einem Score, der die Wahrscheinlichkeit von Herzerkrankungen in den nächsten 10 Jahren vorhersagt.
Finde eine Markierung
Der heilige Gral für Herzinfarktforscher bestand jedoch schon immer darin, eine Art „Marker“ zu finden, der anzeigen könnte, wann die fettigen (atherosklerotischen) Plaques, die die Herzarterien auskleiden, abzubrechen drohen – was ein Blutgerinnsel in der Herzarterie verursacht, a Blockierung des Blutflusses und dann ein Herzinfarkt. Aus diesem Grund glaubt Avkiran, dass sich einige der aufregendsten wissenschaftlichen Entwicklungen bei Herzkrankheiten um Scantechniken drehen, die es Spezialisten ermöglichen, genau zu sehen, was in den Herzarterien vor sich geht.
„Bisher war der Standard die Koronarangiographie, also im Grunde ein ausgeklügeltes Röntgen“, erklärt Avkiran. „Auf diese Weise können Sie sehen, welche Arterien Arteriosklerose [Pelzbildung] haben und wie blockiert die Arterien sind. Aber es ist nicht sehr gut, um das Herzinfarktrisiko vorherzusagen. Sie müssen erkennen können, welche atherosklerotischen Läsionen platzen und ein Blutgerinnsel verursachen könnten.“
Wissenschaftler wissen auch, dass arterielle Entzündungen ein guter Indikator dafür sind, dass atherosklerotische Plaques bald brechen werden, aber die genaue Messung war ein Problem. Jetzt haben Forscher der Universität Oxford herausgefunden, dass diese Entzündung chemische Veränderungen im Fett verursacht, das die Arterien umgibt. Mit diesem Wissen haben sie eine Methode zur Messung von Fettveränderungen mithilfe einer computergestützten Analyse von Herzscans entwickelt.
Eine 10-Jahres-Bewertung der neuen Technik, veröffentlicht in The Lancet im Jahr 2018 zeigten, dass die auf diese Weise gemessenen Fettwerte einen hohen Vorhersagewert für den Tod durch Herzinfarkt hatten. Ein Spin-off-Unternehmen entwickelt nun einen Service, um innerhalb von 24 Stunden eine Fettanalyse von Herz-CT-Scans aus der ganzen Welt durchzuführen.
Frühwarnsystem
Eine weitere Innovation zur Frühwarnung vor Herzinfarkten besteht darin, molekulare Sonden in den Blutkreislauf zu injizieren. Die Sonden docken an Zielmoleküle in den Arterien an und machen die zugrunde liegenden chemischen Prozesse in den Arterien auf MRI-Scans der Herzregion sichtbar und messbar.
Mit dieser Technik hat Prof. Rene Botnar vom King’s College London herausgefunden, dass das Vorhandensein eines Proteins namens Tropoelastin ein guter Indikator für die Plaque-Zerbrechlichkeit ist und dass die Überwachung des Proteins die Grundlage für zukünftige Risikovorhersagetests bilden könnte.
Eine ähnliche Technik wurde von Wissenschaftlern des Imperial College London entwickelt, die in Tiermodellen zeigten, dass ein weiterer Marker für Plaque-Anfälligkeit – oxidiertes „schlechtes“ Cholesterin (LDL) – auf CT-Scans sichtbar gemacht werden könnte.
Sie taten dies, indem sie einen künstlichen Antikörper schufen, um oxidiertes LDL zu suchen und sich daran zu binden, und den Antikörper mit einem fluoreszierenden molekularen Marker verknüpften. Sie erforschen die Technik jetzt am Menschen und glauben, dass sie auch Potenzial haben könnte, um Medikamente direkt an ihre arteriellen Ziele zu liefern.
„Es gibt viele aufregende neue Ansätze zur Vorhersage, und ich denke, es wird eine Kombination davon sein, die Menschen in verschiedenen Phasen ihres Lebens helfen wird, Risiken einzuschätzen, und nicht nur ein einziger, der alles verändert“, erklärt Avkiran. Das Erkennen Ihres Herzinfarktrisikos ist eine Sache. Es zu verhindern, ist eine andere. Und es sind künstliche Versionen von Antikörpern – die Proteine, die vom Immunsystem produziert werden, um Eindringlinge aufzuspüren und zu neutralisieren – die einige der aufregendsten Aussichten darstellen.
Neue Medikamente, die aus künstlichen Antikörpern hergestellt werden, deuten darauf hin, dass sie den Erfolg von Statinen übertreffen könnten, die die Überlebenschancen von Menschen mit Herzerkrankungen in den letzten Jahren verändert haben. Statine sind Arzneimittel, die Patienten verschrieben werden, um den Cholesterinspiegel im Blutkreislauf zu senken und die Bildung von Plaque zu verlangsamen.
Bereits verfügbar sind neue Arten von cholesterinsenkenden Medikamenten namens PCSK9-Hemmer, die aus künstlichen Antikörpern bestehen, die auf ein Protein in der Leber abzielen und es inaktivieren. Dies wiederum senkt die Menge an schädlichem LDL-Cholesterin, das im Blutkreislauf zirkuliert.
Aber Forscher haben jetzt eine neue Klasse von Antikörpermedikamenten entdeckt, die das Herzinfarktrisiko senken, indem sie die Entzündung in den Arterien verringern. Im vergangenen Jahr wurde über eine massive Studie in 40 Ländern mit einem dieser Medikamente, Canakinumab, berichtet. Es stellte sich heraus, dass das Medikament das Risiko eines Herzinfarkts bei Menschen mit Herzerkrankungen um 24 Prozent senkt. Jetzt gibt es Hinweise darauf, dass die Bekämpfung von Entzündungen das Ergebnis für Menschen mit Herz-Kreislauf-Erkrankungen erheblich verbessert. Der Weg ist offen für eine ganz neue Angriffsfront.
Die neuen antikörperbasierten Medikamente in der Pipeline werden teuer sein. Aber gleichzeitig bedeutet eine genauere Vorhersage der am stärksten gefährdeten Personen, dass die Medikamente gezielt auf die Bedürftigsten ausgerichtet werden können. Eine der faszinierendsten Entdeckungen darüber, wie Antikörper helfen können, Herzkrankheiten zu bekämpfen, stammt aus der Forschung am Imperial College London unter der Leitung von Dr. Ramzi Khamis, klinischer Seniordozent für Kardiologie. Es erhöht die Möglichkeit einer Heilung sowie eine genaue Vorhersage.
Khamis’ Fokus lag auf natürlich vorkommenden Antikörpern. Wir alle haben Antikörper, die nach schädlichem oxidiertem LDL suchen und es wegnehmen, damit es von der Leber behandelt wird. Zwei Arten von Antikörpern, sogenannte IgG- und IgM-Autoantikörper, scheinen besonders gut gegen oxidiertes LDL vorzugehen.
Es scheint, dass einige von uns eine größere Anzahl dieser Antikörper haben als andere. In Zusammenarbeit mit Wissenschaftlern aus den Niederlanden und Schweden untersuchten Khamis und sein Team 100.000 Menschen mit Bluthochdruck und fanden heraus, dass diejenigen, die einen Herzinfarkt und die instabilsten Plaques hatten, die niedrigsten Spiegel dieser Antikörper aufwiesen. Tatsächlich hatten diejenigen mit hohen Antikörperspiegeln ein um 70 Prozent geringeres Risiko, über einen Zeitraum von fünf Jahren eine Herzkrankheit zu entwickeln.
„Wir haben festgestellt, dass die Antikörper einen enormen Schutz bieten“, sagt Khamis. „Die Messung dieser Antikörperspiegel könnte uns nicht nur bei der Einschätzung des Herzinfarktrisikos helfen, sondern wir wollen auch untersuchen, ob wir die Antikörper therapeutisch einsetzen können.“ Antikörpertherapien könnten verwendet werden, um die Fähigkeit des Immunsystems zu stärken, oxidiertes LDL zu bekämpfen – und könnten schließlich sogar zu einem Impfstoff führen, um das Herzinfarktrisiko zu verringern.
„Das mag noch 10 Jahre dauern, aber dieses Potenzial ist vorhanden“, sagt Khamis. „Aber was wir sicherlich demonstrieren, ist, dass die Rolle des Immunsystems bei der Vorbeugung von Herzinfarkten viel größer ist als bisher angenommen.“
- Dies ist ein Auszug aus Ausgabe 331 von BBC Focus Magazin - hier abonnieren