Diabetes-Medikament hilft bei Herzschwäche

Bei Herzschwäche mit erhaltener Pumpfunktion gibt es keine Therapie, die die Ursachen bekämpft – bisher. Denn Empagliflozin, ein Wirkstoff der bei Diabetes mellitus eingesetzt wird, wirkt auch positiv auf die Herzfunktion.

Wissenschaftler mit Mikroskop © iStock
(Berlin – 15.02.2019) Wissenschaftler des Deutschen Zentrums für Herz-Kreislauf-Forschung konnten erstmals zeigen, dass Empagliflozin, ein Diabetes-Medikament, direkt den menschlichen Herzmuskel beeinflusst und die Herzfunktion verbessert. Die Ergebnisse geben Hoffnung für die Therapie der Herzschwäche mit erhaltener Pumpfunktion. Für diese Erkrankung gibt es derzeit keine Behandlung, die an den Ursachen ansetzt.

Die Wirkung von Empaglifozin bei Diabetikern mit Herzschwäche

Der Wirkstoff Empaglifozin ist in Deutschland für die Behandlung des Diabetes mellitus Typ 2 bei Erwachsenen zugelassen. In einer großen klinischen Studie, der EMPA-REG OUTCOME-Studie, wurde die Wirkung von Empaglifozin bei Diabetes-Patienten untersucht, bei denen außerdem eine Herz-Kreislauf-Erkrankung vorlag. Überraschenderweise reduzierte Empagliflozin in dieser Studie sowohl die Sterberate insgesamt, als auch die Anzahl der durch Herz-Kreislauf-Erkrankungen verursachten Todesfälle um jeweils mehr als 30 Prozent. Außerdem sank die Anzahl der Krankenhausaufenthalte aufgrund einer Herzschwäche um 35 Prozent.

Die positiven Effekte zeigten sich schon nach zwei Monaten. Aus dem Grund wurde angenommen, dass Empaglifozin direkte Auswirkungen auf den Herzmuskel hat. „Würde Empagliflozin indirekt wirken und sekundäre Risikofaktoren beeinflussen, etwa den Blutdruck oder Cholesterinwerte, würde es Jahre dauern, bis man einen Effekt sieht“, sagt Professor Samuel Sossalla, Wissenschaftler des Deutschen Zentrums für Herz-Kreislauf-Forschung.

Entspannung im Herzmuskel verbessert

In der Studie haben die Forscher mit explantierten menschlichen Herzen gearbeitet, die Herzschwäche-Patienten entnommen wurden, wenn sie ein Spenderherz erhalten haben. Genauer gesagt, arbeiteten sie an präparierten Muskelstreifen des Herzens, ähnlich einem schlagendem Stück Herz im Labor. „Wenn wir diese Herzmuskelstreifen mit Empagliflozin behandelt haben, verbesserte sich die Entspannungsfähigkeit des Herzmuskels “, sagt Dr. Steffen Pabel, Postdoc in der Arbeitsgruppe von Prof. Sossalla. „Die Schlagkraft des Herzens, also seine Fähigkeit sich zu kontrahieren, blieb hingegen unverändert.“ Die Wirkung von Empagliflozin auf die Entspannungsfähigkeit war unabhängig davon, ob zusätzlich eine Diabetes-Erkrankung vorlag oder nicht.

Herzschwäche mit erhaltener Pumpfunktion

Die Entspannungsfähigkeit des Herzens ist bei Patienten mit Herzschwäche mit erhaltener Pumpfunktion beeinträchtigt. Die Hälfte aller Menschen mit Herzschwäche leidet an dieser Form. Dabei ist die linke Herzkammer so verdickt und steif, dass sie sich in der diastolischen Phase – also der Entspannungsphase – nicht mehr ausreichend weiten und mit Blut füllen kann. Dadurch gelangt bei der anschließenden Kontraktion des Herzens, der systolischen Phase, nicht mehr genügend sauerstoffreiches Blut in den Körper. Für diese Herzschwäche gibt es zurzeit keine Therapien, welche die Ursachen der Erkrankung bekämpfen. Medikamente können lediglich die Beschwerden der Patienten mildern.

Vorteil von in vitro Untersuchungen

Ergebnisse aus klinischen Studien führen manchmal zurück ins Labor, um – beispielsweise mithilfe von in vitro Untersuchungen –, die beobachtete Wirkung zu verstehen. „An isolierten Herzmuskelzellen können wir sehen, ob der Herzmuskel direkt beeinflusst wird. Auswirkungen auf das Herz, die bei Patienten beobachtet werden, könnten auch immer indirekte Effekte sein.", sagt Prof. Sossalla. Die an den menschlichen Herzmuskelstreifen beobachtete Wirkung von Empagliflozin konnten die Wissenschaftler auch an Herzen von Mäusen mit und ohne Diabetes bestätigen.

Molekulare Erklärung der Herzschwäche mit erhaltener Pumpfunktion

Bei der Herzschwäche mit erhaltener Pumpfunktion sind an bestimmte kontraktile Proteine des Herzmuskels signifikant weniger Phosphatgruppen angehängt als in einem gesunden Herzen. Bei ihren Untersuchungen zum Wirkungsmechanismus konnten die Wissenschaftler zeigen, dass sich direkt nach der Gabe von Empagliflozin die Phosphorylierung genau dieser kontraktilen Proteine wieder deutlich erhöhte. „Diese erstmals nachgewiesene Wirkung von Empagliflozin erklärt, warum die Entspannungsfähigkeit des Herzmuskels wieder zunimmt", so Pabel. Einen anderen denkbaren Mechanismus für die erhöhte Entspannungsfähigkeit, die Veränderung der Konzentration von Kalzium-Ionen im Herzmuskel, konnten die Forscher experimentell ausschließen. Denn nach der Gabe von Empagliflozin veränderte sich diese Konzentration in isolierten menschlichen Herzmuskelzellen nicht.

Ausblick

An sogenannten Stammzell-Herzmuskelzellen, die über Monate im Labor kultiviert werden können, wollen die Forscher nun mehr über den Wirkungsmechanismus herausfinden und auch darüber, wie Empagliflozin langfristig wirkt. Denn bis jetzt haben sie nur den akuten Effekt beobachtet – länger als 48 Stunden überleben isolierte Herzmuskelzellen im Labor nicht.
Autoren und Quellen Aktualisiert: 15.02.2019
  • Autor/in: vitanet.de; Kristina Wagenlehner
  • Quellen: Pressemitteilung vom Deutschen Zentrum für Herz-Kreislauf-Forschung e.V. vom 05.12.2018: Diabetes-Medikament hilft bei Herzschwäche
  • Empagliflozin Directly Improves Diastolic Function in Human Heart Failure. Pabel, S., Wagner, S., Bollenberg, H., Bengel, P., Kovacs, A., Schach, C., Tirilomis, P., Mustroph, J., Renner, A., Gummert, J., Fischer, T., Van Linthout, S., Tschope, C., Streckfuss-Bomeke, K., Hasenfuss, G., Maier, L. S., Hamdani, N. & Sossalla, S. European journal of heart failure, (2018). DOI: 10.1002/ejhf.1328
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