Das Herz nach Corona Nicht immer heilen COVID-19-Langzeitschäden ohne Therapie ab - Forschung Frankfurt
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Tischtennis-Nationalspielerin
Juliane Wolf hat mittlerweile
auch Long-COVID überwunden.
Foto: Binh Truong/DBS
Das Herz
nach Corona
Nicht immer heilen COVID-19-Langzeitschäden ohne Therapie ab
von Anne Hardy
Leben in der Pandemie
einen Zwischenbereich, von dem wir denken,
dass er unterschätzt wird, obwohl wir noch
keine genauen Zahlen aufgrund epidemiologi-
scher Studien kennen«, sagt Professor Eike Nagel.
Seine Gruppe ist darauf spezialisiert, Myokarditis
schon im frühen Stadium zu erkennen. Die For-
scherinnen und Forscher haben eigene Methoden
der Kernspin- oder Magnetresonanztomographie
Auch junge und gesunde Menschen (MRT) entwickelt, die genauer und weniger
können nach einer überstandenen Corona- fehleranfällig sind als die Standardprogramme
infektion noch Wochen später an einer der Gerätehersteller. Diese Methoden werden
bisher nicht routinemäßig angewandt.
Herzmuskelentzündung leiden. Das hat
Zusammen mit seiner Kollegin Dr. Valentina
eine Frankfurter Pionierarbeit mit hochauf- Puntmann hat Nagel bereits im Juli 2020 als
lösenden Kernspintomographie-Aufnahmen einer der Ersten weltweit die Langzeitschäden
gezeigt. Wie es dazu kommt und welche am Herzen nach einer überstandenen COVID-
Therapien das Herz schützen und heilen 19-Infektion untersucht. Die Ergebnisse der Stu-
können, wird derzeit unter Frankfurter die, die in der Fachzeitschrift JAMA Cardiology
erschien, erregten Aufsehen: Bei 78 Prozent der
Federführung erforscht.
Probanden waren zwei Monate nach Beginn der
S
pitzensportlerin Juliane Wolf, Tischtennis- Infektion Veränderungen am Herzen feststell-
Nationalspielerin und Nummer 4 der Welt bar. 60 Prozent litten an Entzündungen der Herz-
rangliste im Para-Tischtennis, hatte eigent- muskelzellen.
lich Glück. Im November 2020 infizierte sie sich »Das heißt nicht, dass 78 Prozent der Studien-
zwar mit SARS-CoV-2, doch sie hatte kaum Krank- teilnehmer durch COVID ein Herzproblem
heitssymptome – ein milder Verlauf, wie häufig bekommen werden, denn Veränderungen des
bei jungen Infizierten. Doch es blieb eine große Herzmuskels treten auch in einer Kontrollgruppe
Müdigkeit, und sie bekam Kopfschmerzen, wenn ohne COVID auf, die gleiche Risikofaktoren hat,
sie länger auf einen Bildschirm schaute. Im Uni- etwa durch Rauchen«, betont Nagel. Was aber
versitätsklinikum Frankfurt erhielt sie dann eine auffällt: In der Post-COVID-Gruppe gehen die
Diagnose, mit der sie nicht gerechnet hatte: Herz- Veränderungen deutlich darüber hinaus. »Mehr
muskelentzündung. Die 33-Jährige war geschockt. als die Hälfte der Patienten weisen Schädigun-
»Zu dieser Zeit wollte ich gerade wieder voll gen auf, die zum Teil ausgeprägter sind als
ins Training einsteigen, stattdessen war Stillstand. bei einer chronischen Diabeteserkrankung oder
Gerade im Tokio-Jahr war das schwer mit mei- Bluthochdruck.«
nem Kopf zu vereinbaren«, erklärt die Sportle-
rin, die auch als wissenschaftliche Mitarbeiterin Herzinsuffizienz wird nach COVID zunehmen
im Fachbereich Erziehungswissenschaften arbei- Der zweite wichtige Befund war, dass 22 Pro-
tet. Medikamente sind für diese milde Form der zent der Studienteilnehmer erhöhte Wasser-
Herzmuskelentzündung noch nicht erprobt. Statt- mengen im Herzmuskel aufwiesen, was auf eine
dessen wurde ihr dringend geraten, Belastung leichte bis mittelschwere Entzündung hinweist.
zu vermeiden. Rein statistisch gesehen haben diese Patienten
ein erhöhtes Risiko, im Laufe ihres Lebens eine
Herzschäden wie bei chronischer Diabetes Herzinsuffizienz oder Herzrhythmusstörungen
Juliane Wolfs Untersuchung fand als Teil einer zu entwickeln. Deswegen ist es Nagel wichtig,
Studie von Professor Eike Nagel, Dr. Valentina diese frühen Stadien zu erkennen. Ohne die
Puntmann und ihrem Team am Institut für Menschen deswegen für krank zu erklären.
Experimentelle und Translationale Kardiovasku- »Mir geht es darum, möglichst viel Gesundheit
läre Bildgebung des Universitätsklinikums statt. zu erhalten«, sagt er.
In der Studie untersuchen die Mediziner Langzeit- Nachdenklich stimmt, dass Herzmuskelent-
folgen der COVID-19-Infektionen für das Herz. zündungen auch bei Menschen auftraten, die
Bei den meisten COVID-19-Patienten fallen nur einen milden COVID-Verlauf hatten wie
bisher nur die schweren Verläufe der Herzmus- Tischtennis-Nationalspielerin Juliane Wolf. Die
kelentzündung, der Myokarditis, auf. »Mit den meisten Probanden litten an unspezifischen
milden Herzmuskelentzündungen sehen wir hier Symptomen wie Kurzatmigkeit und Müdigkeit.
Forschung Frankfurt | 1.2021 37Leben in der Pandemie
Nagel rät zur Vorsicht: »Es wird immer vernarbte (fibrotische) Gewebe ist, anders als
gesagt: Das heilt wieder. Bei jungen Leuten, die nach einem Herzinfarkt, diffus im Herzmuskel
COVID-LANGZEITSCHÄDEN fit sind, ist das auch der Fall. Sie haben aber verteilt. Außerdem kann man Flüssigkeitsan-
FÜR DAS HERZ trotzdem einen messbaren Schaden. Vielleicht sammlungen im Herzmuskel sehen (T2-Wert),
Grundsätzlich können drei haben sie nur noch 98 Prozent der vollen Leis- die auf eine Entzündung hindeuten. Im akuten
Arten von Langzeitschädigun- tungsfähigkeit. Hochleistungssportler merken das Fall, wie bei Sportlerin Juliane Wolf, kann das
gen auftreten: Aufgrund der schnell. Aber sie sind darauf trainiert, immer das Herz sich wieder erholen, sobald das Wasser aus
Infektion können Plaques Maximum zu geben, und versuchen es durch dem Gewebe verschwindet. Aber einige Zellen
aufbrechen und Herzkranz härteres Training zu kompensieren. Das ist nicht erholen sich auch nicht, was man am T1-Wert
gefäße zusetzen, so dass es unbedingt das Beste, wenn man noch eine leichte nach überstandener Entzündung ablesen kann.
zum Infarkt kommt. Dafür gibt Entzündung hat.« Ist er immer noch hoch, sind die Schäden irre-
es auch bei Grippe ein versibel.
erhöhtes Risiko. Oder die Herzmuskelentzündungen bleiben oft unentdeckt
Patienten erleiden Mikro- Wann würde Eike Nagel zu einem MRT raten? Therapiestudien für Langzeitschäden in Planung
Infarkte, die man mit üblichen Wenn ein Patient über Herzklopfen klagt, sich Medikamente für diese frühe Form der Myo
bildgebenden Verfahren meist nicht so fit fühlt und seine Troponin-Werte leicht karditis sind bisher nicht zugelassen. Nagel plant
nicht erkennen kann, weil nur erhöht sind. Troponin-T ist ein Protein, das deshalb mit Partnern im Deutschen Zentrum für
kleine Regionen betroffen sind. eine wichtige Funktion bei der Kontraktion der Herz-Kreislauf-Forschung (DZHK) eine multi-
Das scheint bei COVID-19- Herzmuskelzellen hat. Sind die geschädigt oder zentrische Studie. Werden Mikroinfarkte als
Infektionen häufig zu sein und sterben ab, tritt Troponin-T vermehrt ins Blut Ursache vermutet, kämen gefäßerweiternde
macht das Herz weniger aus. »Der Wert muss bei der frühen Myokarditis Strategien infrage. Gegen die Bildung von Nar-
belastbar. Die dritte Möglich- nicht so hoch sein wie bei einem Herzinfarkt, bengewebe könnte man niedrig dosierte ACE-
keit ist eine diffuse Myokarditis, weil bei der frühen Myokarditis ein Teil der Hemmer einsetzen (in höheren Dosen senken
die durch Immunzellen zur Zellen nur geschädigt ist und die geschädigten sie den Blutdruck). Viel Hoffnung setzen For-
Virusbekämpfung oder durch Zellen weniger Troponin freisetzen als die scherinnen wie Professorin Stefanie Dimmeler,
Autoimmunreaktionen kommen sterbenden. Wie hoch der Schwellenwert ist,
Leiterin des Instituts für Kardiovaskuläre Rege-
kann. Auch dadurch sterben können wir aufgrund der Datenlage bisher nicht neration, derzeit auf die entzündungshemmende
Herzmuskelzellen und das sagen.« Therapie, etwa mit Cortison: »Cortison greift die
Gewebe vernarbt. Im MRT kann man dann Stellen entdecken, Entzündungen auf breiter Front an und schützt
wo sich Narbengewebe gebildet hat, weil Herz- damit auch das Herz und die Gefäße«, sagt die
muskelzellen abgestorben sind (T1-Wert). Das Wissenschaftlerin.
ZUR PERSON
Prof. Dr. Stefanie Dimmeler, Jahrgang 1967, studierte Biologie und promovierte an der
Universität Konstanz. Nach drei Jahren an der Universität zu Köln wechselte sie in die
Abteilung Kardiologie der Medizinischen Klinik III des Universitätsklinikums Frankfurt, wo
sie seit 1997 die Arbeitsgruppe »Molekulare Kardiologie« leitet und an der sie sich 1998
habilitierte. Seit 2001 ist sie Professorin für Molekulare Kardiologie an der Goethe-
Universität. 2005 wurde sie mit dem Leibniz-Preis ausgezeichnet. Seit 2008 leitet sie
als Direktorin das Institut für Kardiovaskuläre Regeneration im Zentrum für Molekulare
Medizin. Sie ist Vorstandssprecherin des Deutschen Zentrums für Herz-Kreislauf-Forschung
e.V. und Sprecherin des Exzellenzclusters Cardio-Pulmonary Institute.
dimmeler@em.uni-frankfurt.de
Prof. Dr. Eike Nagel, Jahrgang 1967, studierte Humanmedizin an der Universität zu Köln
und promovierte dort über Magnetresonanztomographie. In Kiel, Zürich und am Deutschen
Herzzentrum Berlin ließ er sich zum Internisten und Kardiologen ausbilden. Nach seiner
Habilitation war er von 2007 bis 2015 Professor und Leiter der Abteilung für klinische
kardiovaskuläre Bildgebung am King’s College in London. Seit 2015 leitet er das Institut
für Experimentelle und Translationale Kardiovaskuläre Bildgebung am Universitäts
klinikum Frankfurt und hält eine DZHK-Professur an der Goethe-Universität Frankfurt.
Eike Nagel ist eines der Gründungsmitglieder der Society for Cardiovascular Magnetic
Resonance (SCMR).
eike.nagel@kgu.de
38 1.2021 | Forschung FrankfurtLeben in der Pandemie
Im DZHK werden zurzeit auch verschiedene
Herzmedikamente auf ihren schützenden Ein- WIE DAS VIRUS HERZZELLEN BEFÄLLT
fluss auf das Herz getestet. Zudem laufen Studien
zur Vermeidung von Thrombosen, um Infarkten
vorzubeugen. SARS-CoV-2
Wie kommt das Virus ins Herz?
Seit Beginn der Pandemie untersucht die Biolo-
gin Professorin Stefanie Dimmeler auf der Ebene
von Zellen und Geweben, welche Auswirkungen
SARS-CoV-2 auf das Herz hat. Schon im Feb- ACE2 Cathepsin-Inhibitor
ruar 2020 arbeitete sie mit Professorin Sandra
Cathepsin
Ciesek, Leiterin der Virologie am Universitäts-
klinikum Frankfurt, zusammen, die das Virus
aus den Wuhan-Rückkehrern isoliert hatte. Zuerst
infizierte Dimmeler in der Zellkultur Herz Virusvermehrung
muskelzellen und Endothelzellen, mit denen
die Gefäßwände ausgekleidet sind. Der nächste
Herzmuskelzelle
Schritt war die Untersuchung infizierter 3D-
Herzkulturen. Solche gewebsähnlichen Kulturen Grafik: Julian Wagner; Adaption Peter Kiefer
schlagen oder zucken im Reagenzglas wie Mini-
herzen. »Bei einer Infektion geht die Schlagzahl des Kanzlers nach München zum Klinikum der
steil nach oben, was darauf hindeutet, dass die Ludwig-Maximilians-Universität. Dort legte sie Um in Herzzellen einzudringen,
Zellen unter starkem Stress stehen. Innerhalb dünne Scheiben des Herzgewebes direkt nach benötigt SARS-CoV-2 neben
dem ACE-2-Rezeptor auch das
von drei Tagen sterben sie ab«, beobachtete Entnahme in den mitgebrachten Inkubator, in
zelluläre Molekül Cathepsin.
Dimmeler. dem die Gewebescheiben durch elektrische Im Labor konnten Cathepsin-
Der nächste Schritt waren Untersuchungen Impulse weiter zu Kontraktionen angeregt wur- Hemmstoffe die Virusvermeh-
an Gewebeschnitten aus menschlichen Herzen, den. »Es war sehr aufregend«, erinnert sie sich, rung in Herzmuskelzellen
stoppen.
die bei Transplantationen gewonnen werden. »weil wir nicht wussten, ob das Herzgewebe
Dafür fuhr Stefanie Dimmeler während des ers- den Transport in unser Labor unbeschadet über-
ten Shutdowns mit einer Sondergenehmigung steht.«
MRT-Aufnahmen
für die Forschung:
Die Kardiologin Dr. Dr.
Valentina Puntmann
betreut eine Studien
teilnehmerin im Institut
für Experimentelle und
Kardiovaskuläre
Bildgebung des Frankfurter
Universitätsklinikums.
Foto: Uwe Dettmar
Forschung Frankfurt | 1.2021 39Leben in der Pandemie
Weitere Informationen Eine wichtige Erkenntnis aus diesen Ver
suchen: Herzmuskelzellen werden auf einem
https://www.cardiac-imaging.
etwas anderen Weg infiziert als Lungenzellen. AUF DEN PUNKT GEBRACHT
org/in-the-media
Herzmuskelzellen haben nur geringe Mengen
• COVID-Infektionen haben Langzeitfolgen
an der Protease TMPRSS2, über die das Corona-
für das Herz, die in den kommenden
virus in Lungenzellen eindringt. Stattdessen
Jahren gehäuft zu Herzinsuffizienz
benutzt das Virus das Protein Cathepsin, das im
führen könnten.
Herzen gehäuft auftritt. In den Laborversuchen
konnten Cathepsin-hemmende Wirkstoffe die • Mit hochauflösender MRT lassen
Virusvermehrung stoppen. Diese Wirkstoffe sich Herzmuskelentzündungen in einem
könnten in Zukunft im akuten Stadium der frühen Stadium nachweisen.
COVID-19-Infektion eingesetzt werden – bisher • Vorgeschädigte Herzen und Gefäße
gibt es keine zugelassenen Hemmstoffe. sowie autoimmune Entzündungsreak
tionen durch eine COVID-19-Infektion
Geschädigte Herzen und Gefäße sind anfälliger erhöhen das Risiko für Herzmuskel
»Wir haben bei COVID-19-Infektionen das entzündungen.
Henne-Ei-Problem, das heißt, wir wissen nicht, • Bei eingeschränkter Herzfunktion oder
ob die Herz-Beschwerden direkt auf den Virus- Erhöhung von pathologischen Bio
befall zurückzuführen sind oder ob sie die Folge markern wie Troponin-T sollte starke
von immunbedingten Entzündungsreaktionen körperliche Belastung vermieden
sind, die auch das Endothel schädigen«, erklärt werden.
Dimmeler. Beim gesunden Menschen verhin-
dert das Endothel, das die Gefäßwände aus
kleidet, dass Viren vom Blut in den Herzmuskel Inhibitoren Erfolg versprechend sind, ließe sich
eindringen. Diese Gefäßschranke kann auch das mit hochauflösender MRT entscheiden. Doch
Coronavirus nicht überwinden, wie das Team Patienten aus dem Hochsicherheitstrakt der
von Dimmeler durch Untersuchungen an fünf COVID-Intensivstationen kann man nicht ein-
verschiedenen Endothelarten nachweisen konnte: fach durch die Klinik zu einem MRT-Gerät fahren,
»Die Endothelzellen im Herzen können das zumal, wenn sie beatmet werden. Dazu müsste
Virus zwar aufnehmen, aber in den Endothel- man die Infrastruktur in den Krankenhäusern
zellen überlebt es nicht. Das heißt, das Endothel verändern und ein MRT nur für COVID-Patien-
ist ein Schutzschild für das Herz.« Gefährdet ten zur Verfügung stellen. »Es dauert nach einer
sind allerdings Menschen mit Gefäßerkrankun- Aufnahme noch zwei Stunden, bis das Gerät
gen oder vorgeschädigtem Herzen, bei denen wieder aerosolfrei ist«, erklärt Eike Nagel. Für
sich das Virus im Herz festsetzen kann. den Routinebetrieb in der Klinik und auch für
Und warum kann dann bei zuvor herzgesun- die Forschung ist das sehr aufwendig.
den Menschen als Langzeitfolge eine Myokarditis Das Herz von Tischtennis-Nationalspielerin
auftreten? Stefanie Dimmeler vermutet, dass das Juliane Wolf hat sich inzwischen ohne Therapie
Endothel durch Immunreaktionen angegriffen erholt. Mitte März sah es bei einem zweiten
und so seine Barrierefunktion gestört wird. MRT wieder gesund aus. »Ich bin trotzdem nur
In Zellkulturen untersuchten Dimmeler und langsam ins Training eingestiegen nach der
ihr Team auch die Wirkung des Virusstatikums langen Pause«, sagt die Sportlerin.
Remdesivir, das seit November 2020 in den Ver-
einigten Staaten die erste zugelassene Behand-
lung für COVID-19 ist. Sie zeigten, dass Rem-
desivir die Vermehrung des Virus in Zellen
stoppt –, und zwar unabhängig davon, ob es sich
um eine Lungen- oder Herzmuskelzelle handelt.
Allerdings waren die klinischen Versuche mit
dem Medikament bisher wenig überzeugend.
Die Autorin Dimmeler geht davon aus, dass das Virusstati-
kum nur effektiv ist, wenn es zu einem frühen
Dr. Anne Hardy,
Jahrgang 1965, studierte Zeitpunkt der Infektion gegeben wird. »Wenn
Physik und promovierte in das Virus erst einmal die Organe befallen hat, ist
Wissenschaftsgeschichte. Sie es wahrscheinlich zu spät«, sagt sie.
ist als freie Wissenschafts-
journalistin auf Themen der
Naturwissenschaft und Was tun in der Akutphase?
Medizin spezialisiert. Ob das Herz während einer akuten COVID-
Infektion geschädigt ist und die Gabe eines
anne.hardy@t-online.de
Medikaments wie Remdesivir oder Cathepsin-
40 1.2021 | Forschung FrankfurtSie können auch lesen
