Ein Pflaster für das Herz: BioVAT-HF-DZHK20

Jede Art von myokardialer Verletzung führt zum irreversiblen Verlust von Herzmuskelzellen. Eine innovative Therapiestrategie ist das Einbringen von künstlich erzeugtem Herzmuskelgewebe, um neues Myokard zu generieren, das die Herzfunktion aktiv unterstützen soll. In der Grundlagenforschung konnte bereits gezeigt werden, dass menschliches Herzgewebe, das im Labor hergestellt wurde, nach Implantation neues Herzmuskelgewebe aufbauen kann. Als bisher weltweit einzige klinische Studie zum Einsatz eines Herzpflasters wurde Anfang 2021 die BioVAT-HF-DZHK20-Studie mit Förderung durch das Deutsche Zentrum für Herzkreislaufforschung (DZHK)¹ und die UMG-Ausgründung Repairon GmbH² gestartet.

Da es sich bei dem künstlich hergestellten Herzgewebe nicht um ein klassisches Arzneimittel handelt, wurde vor Studienbeginn ein Weg für die Zulassung als klinisches Prüfpräparat mit dem Paul-Ehrlich-Institut entwickelt. Bei der Herstellung des Herzpflasters werden Herzmuskelzellen, Bindegewebe und Kollagen in eine Gussform überführt. Dabei lassen sich unterschiedliche Gewebeformen produzieren, wie beispielsweise Patches oder Beutel. Nach einer sechsjährigen Entwicklungsdauer erfolgte im August 2020 die Genehmigung des Herstellungsprozesses des Pflasters und anschließend auch die Genehmigung der BioVAT-HF-DZHK20-Studie.

Erste bahnbrechende Ergebnisse wurden nun bei den Herztagen 2023 in der Session „Highlights in der Kardiologie“ präsentiert.³

In der offenen multizentrischen kombinierten BioVAT-HF-DZHK20-Studie der Phase I/II wurde untersucht, ob durch die Implantation von funktionellem Herzgewebe aus induzierten pluripotenten Stammzellen, das als Engineered Human Myocardium (EHM) bezeichnet wird, Herzmuskelgewebe aufgebaut werden kann. 

Die BioVAT-HF-DZHK20-Studie wird in den beiden Zentren, Göttingen und Lübeck, durchgeführt und besteht aus 2 Phasen: Dosisfindung (Phase I) und Proof-of-Concept (Phase II). Insgesamt ist der Einschluss von bis zu 53 Patient:innen mit terminaler Herzinsuffizienz geplant, wobei die Dosisfindungskohorte bis zu 18 Patient:innen und die Proof-of-Concept-Phase bis zu 35 Patient:innen umfassen soll. Bei den Studienpatient:innen wäre unter Fortsetzung der bereits gemäß Leitlinien optimierten Therapie keine Besserung der Herzinsuffizienz zu erwarten. Nach der 12-monatigen Studiendauer werden die Patient:innen bis zum Lebensende in ein Register (VAT-Register) eingeschlossen.

Die Gewebepflaster wurden im OP-Saal vorbereitet und direkt auf das Herz implantiert. Die einzelnen Herzpflaster bestehen aus jeweils 40 Mio. Herzmuskelzellen und wurden in Serien von 5, 10 sowie 20 EHM mit einer Dicke von bis zu 4 mm auf einer Fläche von bis zu 100 cm² implantiert. Dies entspricht Dosisstufen von 200, 400 und 800 Mio Herzmuskelzellen: 

Inzwischen ist die Dosisfindungsphase der BioVAT-HF-DZHK20-Studie abgeschlossen. Bisher wurden insgesamt 11 Patient:innen mit einer fortgeschrittenen Herzinsuffizienz behandelt: 10 Patient:innen mit einer ischämischen und 1 Patient mit einer dilatativen Kardiomyopathie (DCM). Die Studienpopulation war multimorbid – unter anderem litten 10 Patient:innen zusätzlich unter eine Niereninsuffizienz. Da es sich bei den Herzpflastern um Allografts handelte, benötigten die Patient:innen nach der Transplantation eine Immunsuppression und erhielten Methylprednisolon und Tacrolimus entsprechend der Empfehlungen bei Herztransplantation.

Patient:innen der BioVAT-HF-DZHK20-Studie bleiben, so sie sich dafür qualifizieren, weiterhin auf der Warteliste für eine Herztransplantation. Eine Studienteilnehmerin hatte nach der Gewebetransplantation inzwischen ein neues Herz erhalten, so dass eine histopathologische Untersuchung des Herzmuskelgewebes möglich war. Die Analyse ergab, dass nach der Transplantation des Herzpflasters nicht nur neues Muskelgewebe aufgebaut worden war, sondern, dass dieses Gewebe auch vaskularisiert worden war. Zusätzlich zeigten CT-Aufnahmen eines DCM-Patienten, dass die Patches auf dem Herzmuskelgewebe klar nachweisbar waren.

• Die Remuskularisierung des Herzens durch ein Gewebepflaster ist nachweisbar.
• Eine dauerhafte Herzwandverstärkung durch EHM-Allografts ist unter Immunsuppression möglich.
• Es wurde keine dosislimitierende Toxizität festgestellt. Als maximale sichere Dosis wurden 800 Mio Zellen als 20 g Herzpflaster definiert.

Detaillierte klinische Daten der BioVAT-HF-DZHK20-Studie werden erstmalig beim Kongress der American Heart Association (AHA) vom 11. bis zum 13. November in Pennsylvania, USA vorgestellt. 

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^1 DZHK

^{2 repairon gmbh | healing hearts}

^{3 Zimmermann W.-H. BioVAT-HF-DZHK20-Studie. Vortrag in der Sitzung Highlights in der Kardiologie. DGK Herztage 2023; 05.-07.10.2023, Bonn}