Forschungsschwerpunkte

• Künstlich hergestelltes Herzgewebe (Engineered Heart Tissue EHT) zur Myokardregeneration
• Einsatz von humanen induzierten pluripotenten Stammzellen (hIPSC) zur Herzmuskelregeneration

In Zusammenarbeit mit dem Institut für Experimentelle Pharmakologie und Toxikologie beschäftigt sich unsere Arbeitsgruppe mit der Weiterentwicklung und Optimierung von künstlich hergestelltem Herzgewebe, dem sogenannten Engineered Heart Tissue (EHT), und dessen Einsatz in präklinischen Modellen.

EHTs sind künstlich hergestellte, dreidimensionale spontan kontrahierende Herzmuskelkonstrukte mit pharmakologischen, sowie mechanischen Eigenschaften von nativem Herzgewebe. Durch Fortschritte in der Zellbiologie können mittlerweile menschliche Herzmuskelzellen aus induzierten pluripotenten Stammzellen hergestellt werden, welche als Grundlage für die Fertigung der EHTs dienen. Diese können als Gewebeersatztherapie für geschädigte Herzen genutzt werden. Unsere Arbeitsgruppe beschäftigt sich vorwiegend mit der in-vivo Transplantation der EHTs im Kleintiermodell und den Fragestellungen der Verbesserung der Herzfunktion nach EHT Implantation, der elektrischen Kopplung zwischen EHT und Empfängermyokard sowie der Vaskularisierung der EHTs.

Unsere Arbeitsgruppe ist Mitglied des Cardiovascular Research Center Hamburg.

Myokardiale Entlastung

In Zusammenarbeit mit dem Institut für Zelluläre und Integrative Physiologie und dem Institut für Experimentelle Pharmakologie und Toxikologie des Universitätsklinikums Hamburg-Eppendorf werden in der Klinik für Herz- und Gefäßchirurgie des Universitären Herzzentrums Hamburg die Auswirkungen der myokardialen Entladung auf Phosphorylierungen und Dephosphorylierungen von Proteinen im Kardiomyozyten untersucht.

Hierfür wurde ein Kleintiermodell etabliert in dessen Rahmen die heterotope Herztransplantation durchgeführt wird. Mit Hilfe dieses Modells kann eine mechanische Herzentlastung, wie sie im klinischen Alltag z.B. durch Herzunterstützungssysteme (VAD-Systeme) im Menschen generiert wird, simuliert werden.

Dadurch können Veränderungen in Herzmuskelzellen mit Hilfe von Western-Blotting, Immunhistochemie und molekularbiologischen Untersuchungen (z.B. qPCR) nachgewiesen werden.

Im Besonderen hat sich unsere Arbeitsgruppe auf die heterotope Herztransplantation von bereits hypertrophen und insuffizienten Herzen spezialisiert. Dafür wird vor der geplanten Transplantation eine TAC (Transverse aortic constriction) durchgeführt. Somit kann erstmals in einem Kleintiermodell eine VAD Therapie im bereits vorgeschädigten Herzen simuliert werden.

MCS-Forschung (mechanical circulatory support)

Schwerpunkte der Forschung sind, in enger Kooperation mit dem Institut für zelluläre und integrative Physiologie im Rahmen des Cardiovascular Research Center (CVRC), die physiologischen Vorgänge, die unter mechanischer Kreislaufunterstützung stattfinden. Im Rahmen dieser Versuchsvorhaben werden die Erkenntnisse, die im Kleintiermodell erworben wurden, versucht, im Großtier und bei den Patienten nachzuvollziehen, damit sie letztlich helfen, die Patientenversorgung zu verbessern.

Unsere Arbeitsgruppe untersucht im Speziellen, wie sich der fehlende Puls auf den Organismus auswirkt. Es interessiert uns, wie sich die Regulierung des Blutdrucks und der Gefäße unter einer Therapie mit mechanischer Kreislaufunterstützung verändert. Ziel ist es, die Vorgänge, die Vorgänge besser zu verstehen und damit mögliche Komplikationen bei Patienten im Langzeitverlauf weiter zu reduzieren.

Außerdem gilt unser Interesse neuen Herzunterstützungssystemen und minimal- invasiven Techniken zur Implantation dieser Systeme. Diese werden sowohl im Rahmen der Versorgungsforschung evaluiert, als auch experimentell im Großtier auf ihre Auswirkung auf den Organismus.

Dieses Vorhaben wird durch den HeartWare/ ISHLT award for translational research in mechanical circulatory support durch die Internatioinal Society for Heart and Lung Transplantation gefördert.

Lungentransplantation - Forschung

Im Bereich der Lungentransplantation wird derzeit an unserem Zentrum eine klinsiche Studie zur Medikamentenwirksamkeit durchgeführt. Hierbei handelt es sich um eine prospektive, randomisierte, kontrollierte, offene 12-monatige Phase III Parallelgruppenstudie zur Untersuchung der Wirksamkeit in Bezug auf die Nierenfunktion von Everolimus (Certican) in Kombination mit einer zentrumsspezifischen Therapie. Diese Behandlung wird mit einer Dreifach-Standard-Immunsuppressions-Therapie bei lungentransplantierten Patienten verglichen. Diese Studie wir durch das Kürzel 4EverLung abgekürzt. Die Teilnahme ist, wie bei jeder Studie, freiwillig.

Ein experimentelles Projekt soll die Organfunktion durch Beatmung und Perfusion des Spenderorgans verbessern (EVLP, Ex-Vivo-Lung-Perfusion). Aufgrund der Organknappheit sind die Wartezeiten, trotz verbesserter Vergabe der Organe (LAS), noch deutlich zu lang. Derzeit können nur Lungen für eine Transplantation akzeptiert werden, die die langen Transportzeiten in einer Eisbox überstehen. Um den Spenderpool deutlich zu erweitern, sollen Organe nach dem Eintreffen in unserem Zentrum konditioniert werden. Erst wenn die Qualität höchsten Ansprüchen entspricht, werden diese Lungen für die Transplantation akzeptiert.

Die beschriebenen minimal-invasiven Therapieverfahren werden fortwährend auf ihren Nutzen für die Patienten hin überprüft. Die sorgfältige wissenschaftliche Evaluation der neuen Verfahren hinsichtlich klinischer Vorteile für die Patienten etwa in Abgrenzung gegenüber konventioneller Techniken, der Vergleich verschiedener minimal-invasiver Verfahren oder die vergleichende Auswertung unterschiedlicher Herzklappensysteme sind hier beispielhaft zu nennen.

Minimal-invasive Mitralklappenrekonstruktion

Die minimal-invasive Mitralklappenrekonstruktion wird am UHZ Hamburg seit vielen Jahren routinemäßig durchgeführt, unsere Klinik hat auf diesem Gebiet eine internationale Vorreiterrolle inne. Die vollendoskopische OP-Technik, die unter Einsatz eines 3D-Endoskops und ohne Rippenspreizung über eine ca. 3-4 cm messende Hautinzision durchgeführt wird stellt den jüngsten technischen Fortschritt dar. Dieses neue Verfahren befindet sich in der fortwährenden wissenschaftlichen Analyse im Vergleich zur herkömmlichen Technik (2D Endoskop, Interkostalsperrer) und zu Verfahren über eine mediane Sternotomie. Zudem werden verschiedene Rekonstruktionstechniken verglichen (zum Beispiel Goretex NeoChordae versus Goretex Loops versus trianguläre Resektion).

Minimal-invasiver Aortenklappenersatz

Das UHZ Hamburg ist an zahlreichen internationalen multizentrischen Studien zur Evaluation neuer Prothesentypen zum Aortenklappenersatz beteiligt. Hervorzuheben sind hier neue nahtfreie Klappensysteme, die minimal-invasive Techniken erleichtern und so eine besonders zügigen OP Verlauf ermöglichen (siehe Abbildung: Perceval). Auch die vergleichende Bewertung verschiedener minimal-invasiver Techniken (zum Beispiel rechts-anteriore Minithorakotomie versus partielle obere Sternotomie) gehört auf diesem Gebiet zu den Forschungsschwerpunkten.

Die beschriebenen kathetergestützten Therapieverfahren werden fortwährend auf ihren Nutzen für die Patienten hin überprüft. Die sorgfältige wissenschaftliche Evaluation der neuen Verfahren hinsichtlich klinischer Vorteile für die Patienten etwa in Abgrenzung gegenüber konventioneller Techniken, der Vergleich verschiedener minimal-invasiver Verfahren oder die vergleichende Auswertung unterschiedlicher Herzklappensysteme sind hier beispielhaft zu nennen.

Kathetergestützte Aortenklappenimplantation (TAVI)

Die Technik der kathetergestützten Aortenklappenimplantation gewinnt weltweit zunehmend an Bedeutung. Während die Indikation zunächst auf häufig ältere inoperable oder Hochrisikopatienten begrenzt war deutet sich inzwischen aufgrund ermutigender klinischer Ergebnisse eine Ausweitung hin zu jüngeren Patienten mit mittlerem operativen Risiko an. Die Aufarbeitung der klinischen Ergebnissse dieses neueren Verfahrens gehört zu den wissenschaftlichen Schwerpunkten am UHZ Hamburg. Es werden die eigenen Daten hinsichtlich klinischer Ergebnisse aufgearbeitet und bezüglich spezieller Fragestellungen hin überprüft. Hierzu gehören der Vergleich verschiedener Zugangswege (zum Beispiel transfemoral versus transapikal) oder verschiedener Klappensysteme oder aber der Einsatz der TAVI bei ausgewählten Patientengruppen (zum Beispiel: Patienten mit eingeschränkter Nierenfunktion, bikuspid angelegter Aortenklappe, reduzierter linksventrikulärer Pumpfunktion oder begleitender Klappenvitien). Das UHZ Hamburg ist überdies an der Entwicklung neuer Klappensysteme oder neuer begleitender Techniken (zerebrale Embolieprotektion, vaskuläre und apikale Verschlußsysteme, Schleusensysteme) vielfältig beteiligt.

Kathetergestütztes Mitralklappen-Clipping (MitraClip)

Das MitraClip Verfahren wurde in Europa zuerst am UHZ Hamburg angewendet. Bis heute besteht hier die weltgrößte Einzelzentrumserfahrung. Die Ergebnisse dieser Therapie werden fortwährend wissenschaftlich begleitet. Zum einen werden die eigenen Daten hinsichtlich der Indikation bei unterschiedlichen Patientenkollektiven (zum Beispiel funktionelle versus degenerative Mitralklappeninsuffizienz, Einsatz bei Patienten mit fortgeschrittener Herzinsuffizienz, geschlechts-spezifische Unterschiede) oder in Abgrenzung zur chirurgischen Therapie evaluiert. Das UHZ Hamburg nimmt zum Teil federführend an internationalen Registern (TRAMI Register, ACCESS-EU Register) oder multizentrischen Studien (Matterhorn Studie, HiRiDe Studie) teil.

• Teilnahme einer Multi-Center Studie zur Evaluation der Langzeitergebnisse nach Bypass-Operation (ECAB-Studie), D. Reichart
• Evaluation der OPCAB-Ergebnisse im Vergleich zum on-pump Verfahren, Dr. Schneeberger
• Vergleich unterschiedlicher arterieller Grafts und Techniken, Dr. Schönebeck
• Konzepte bei Notfallpatienten zur Minimierung des Traumas und Verkürzung der kardialen Ischämiezeit, D. Reichart

Die aortenchirurgische Forschung der Klinik für Herz- und Gefäßchirurgie am UHZ Hamburg wird von den Oberärzten Dr. Till Joscha Demal, M.Sc. (t.demal@uke.de), Dr. Tatiana Sequeira-Gross (t.sequeiragross@uke.de) und Dr. Jens Brickwedel (j.brickwedel@uke.de) verantwortet. Sie stehen als Ansprechpartner für wissenschaftliche Kooperationen und Bewerbungen.

Computertomographische (CT-)Aufnahmen

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Die AG Aortenchirurgie am Universitären Herz- und Gefäßzentrum Hamburg ist Teil des Deutschen Aortenzentrums Hamburg. Wissenschaftliches Ziel der Arbeitsgruppe ist die Evaluation und Weiterentwicklung moderner aortenchirurgischer Operationsverfahren. Hohe Fallzahlen sowie internationale Registerkooperationen bieten hierfür optimale klinische und methodische Voraussetzungen und ermöglichen aortenchirurgische Innovationen und die Reduktion chirurgischer Komplikationsraten.

Vereinfachte Frozen-Elephant-Trunk-Technik zur Reduktion von OP-Zeiten und neurologischen Komplikationen

Wir haben eine vereinfachte Strategie der Frozen-Elephant-Trunk-(FET)-Prozedur entwickelt, mit der sich die Operationszeit und insbesondere die Dauer des Kreislaufstillstands bei komplexen Aortenbogenoperationen signifikant reduzieren lassen. Diese Optimierung ging mit einer Senkung des Schlaganfallrisikos einher und trägt wesentlich zur Verbesserung der perioperativen Sicherheit bei ausgedehnten Aortenerkrankungen bei.

Frozen Elephant Trunk als Reoperation bei komplexen Aortenerkrankungen

In einer klinischen Analyse konnten wir zeigen, dass die Frozen-Elephant-Trunk-Prozedur auch als Reoperation nach vorausgegangenen Aorteneingriffen sicher und effektiv eingesetzt werden kann. Damit steht für Patient:innen mit komplexen Aortenerkrankungen eine belastbare chirurgische Therapieoption zur Verfügung.

Abbildung 2:

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Langzeiterfahrung mit der Frozen-Elephant-Trunk-Prozedur bei hereditären thorakalen Aortenerkrankungen

Unsere 14-jährige Zentrumerfahrung zeigt, dass die Frozen-Elephant-Trunk-Prozedur auch bei genetisch bedingten thorakalen Aortenerkrankungen mit guten Langzeitergebnissen durchgeführt werden kann. Die Daten liefern eine wichtige Grundlage für eine evidenzbasierte chirurgische Strategie bei Patient:innen mit hereditärer Aortopathie.

Prädiktoren für frühe Mortalität nach Frozen-Elephant-Trunk-Operationen

Wir konnten zeigen, dass eine komplizierte akute Typ-A-Aortendissektion sowie eine ausgeprägte Atherosklerose der Aorta mit einer erhöhten frühen Mortalität nach FET assoziiert sind. Diese Erkenntnisse sind klinisch relevant für die präoperative Risikoevaluation und die individualisierte Therapieplanung.

Risikofaktoren für neurologische Komplikationen nach thorakaler Aortenchirurgie

In einer Analyse thorakaler Aorteneingriffe identifizierten wir patienten- und prozedurbezogene Faktoren, die mit einem erhöhten Risiko für neurologische Komplikationen assoziiert sind. Die Ergebnisse liefern eine Grundlage für die Weiterentwicklung zerebraler Schutzstrategien bei komplexen Aortenoperationen.

Elektrophysiologische Chirurgie - Forschung

Im Rahmen der Forschung beschäftigen wir uns mit der Optimierung der Entfernung langjährig implantierter Sonden unter Zuhilfenahme verschiedener Extraktionsinstrumente. Ein weiterer klinischer Forschungsschwerpunkt liegt bei der Versorgung von Patienten mit infizierten Herzschrittmachern, ICD- oder CRT-Systemen. Sowohl die Überbrückung nach der Explantation mit einem temporären, transcutanen (von außen auf der Haut liegenden) Herzschrittmacher als auch die Versorgung mit einem tragbaren Defibrillator stehen hier im Mittelpunkt.

Im Bereich der klinischen Forschung beschäftigen wir uns mit dem Einfluss verschiedener Faktoren auf das Ergebnis nach einer begleitenden chirurgischen Vorhofflimmerablation. Hierdurch versuchen wir Prädiktoren für eine erfolgreiche Ablation zu definieren und diese Informationen auch klinisch umzusetzen. Hierdurch soll für jeden Patienten die geeignete Behandlungsmethode definiert werden und unter Berücksichtigung der Art und Dauer des Vorhofflimmerns das entsprechende Ablationskonzept angewendet werden. Des Weiteren beschäftigen wir uns mit der postoperativen Rhythmusüberwachung nach Ablation mittels kontinuierlicher implantierbarer Rhythmusdevices. Diese kleinen implantierbaren Detektoren erlauben eine kontinuierliche EKG Aufzeichnung. Hierdurch können wichtige Informationen über Art und Dauer möglicher Rhythmusstörungen gewonnen werden, welche dann für eine weitere Therapiesteuerung der Antiarrhythmika sowie Antikoagulation eingesetzt werden können.

Im Bereich der Grundlagenwissenschaften beschäftigen wir uns in Zusammenarbeit mit dem Institut für Experimentelle Pharmakologie und Toxikologie mit dem Einfluss von verschiedenen pharmakologischen Substanzen auf die Kontraktionskraft des Vorhofgewebes bei Patienten mit Vorhofflimmern. Des Weiteren werden zelluläre elektrophysiologische Untersuchungen, mithilfe der sogenannten Patch-Clamp Technik durchgeführt, um Ionenströme und Kanäle zu identifizieren die bei der Entstehung und Aufrechterhaltung des Vorhofflimmerns eine Rolle spielen.

Die bikuspide Aortenklappe ist die häufigste angeborene Anomalie des humanen Herzens, mit einer Prävalenz von ca. 1-2 % in der Gesamtbevölkerung.

Basierend auf der hohen Prävalenz dieser kongenitalen Anomalie und der lebenslang erhöhten Rate von klappenrelevanten Ereignissen (d.h., Risiko einer Entwicklung von symptomatischen Aortenklappenfehlern, einer Endokarditis und von akuten aortalen Komplikationen), wird die bikuspide Aortenklappe als eine gesundheitspolitisch relevante Erkrankung betrachtet.

Die Arbeitsgruppe beschäftigt sich hauptsächlich mit zwei Schwerpunkten in der chirurgischen Behandlung der bikuspiden Aortenklappenerkrankung:

(1) Rekonstruktionsmethoden bei bikuspider Aortenklappeninsuffizienz und
(2) differenzierter (d.h., phänotypen-basierter) Therapie der bikuspiden Aortopathie.

(1) Klappenerhaltende und minimal-invasive operative Verfahren

Durch die Weiterentwicklung der minimal-invasiven und rekonstruktiven Herzchirurgie sind die klappenerhaltenden operativen Verfahren bei der bikuspiden Aortenklappeninsuffizienz zunehmend in den Fokus geraten und zum Schwerpunkt unseres Behandlungskonzepts geworden.

Unsere Forschungsprojekte beschäftigen sich hauptsächlich mit den Prädiktoren der Rekonstruktionsergebnisse bei unterschiedlichen Formen der bikuspiden Aortenklappeninsuffizienz, bildgebenden Verfahren zur Vorhersage des Rekonstruktionserfolges und mit der technischen Weiterentwicklung einer Aortenklappen-Annuloplastie.

Ein weiteres Forschungsvorhaben analysiert bikuspide Kardiomyopathie bei Patienten mit BAV Insuffizienz, um eine zeitlich optimierte Indikationsstellung für die chirurgische Aortenklappenrekonstruktion zu begründen.

(2) Differenzierte Behandlung der bikuspiden Aortopathie

Im Vergleich zu trikuspiden Aortenklappen ist der Durchmesser der Aorta ascendens bei der bikuspiden Aortenklappenerkrankung deutlich vergrößert (sog. bikuspide Aortopathie). Aktuelle Literaturdaten deuten auf ein Vorliegen von unterschiedlichen Aortopathien innerhalb des Krankheitsbildes der bikuspiden Aortenklappe hin.

Basierend auf unseren bisherigen Studienergebnissen können solche Aortopathien einen unterschiedlichen Ursprung und eine unterschiedliche Prognose haben und dadurch eine spezialisierte Behandlungsform erforderlich machen.

Die Forschungsprojekte in diesem Feld verfolgen vor allem das Ziel- die Behandlungsstrategie der erweiterten Aorta ascendens bei Patienten mit bikuspider Aortenklappe möglichst differenziert zu betrachten, d.h., basierend auf der individuellen Risikoanalyse.

Dafür werden systematisch das funktionelle BAV-Phänotyp, hämodynamische Parameter und Biomarker-Analysen berücksichtigt. Anhand einer prospektiven interdisziplinären BAV-Datenbank (einschließlich der bikuspiden Kohorte der Hamburg City Health Study) werden auch die Langzeitergebnisse von verschiedenen Formen der bikuspiden Aortopathie analysiert.

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Wir untersuchen genetische, molekulare und klinische Mechanismen thorakaler Aortenerkrankungen, um die Risikoprädiktion, Diagnostik und chirurgische Therapie zu verbessern. Unser Ansatz kombiniert Multi-Omics-Analysen mit globalen multizentrischen Registern und Outcome-orientierten Studien in der Aortenchirurgie. Eine zentrale Infrastruktur ist dabei unser interdisziplinäres Aortenregister „AortOmics“.

AortOmics: Das interdisziplinäre Aortenregister

AortOmics ist ein interdisziplinäres Forschungsprojekt zur Verbesserung der Diagnostik und Risikoprädiktion bei thorakalen Aortenerkrankungen. Grundlage ist eine Biobank aus Blut- und Aortengewebeproben, ergänzt durch moderne genetische, histopathologische und proteomische Analysen. Die genetischen Projekte erfolgen in enger Zusammenarbeit mit PD Dr. Georg Rosenberger (Institut für Humangenetik, UKE), Prof. Dr. Friederike Cuello (Institut für experimentelle Pharmakologie, UKE) und PD Dr. Meike Rybczynski (Klinik für Kardiologie, UHZ). Die genetischen Arbeiten werden durch das Deutsche Zentrum für Herz-Kreislauf-Forschung (DZHK) und die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) gefördert.

AortOmics: Das interdisziplinäre Aortenregister

AortOmics ist ein interdisziplinäres Forschungsprojekt zur Verbesserung der Diagnostik und Risikoprädiktion bei thorakalen Aortenerkrankungen. Grundlage ist eine Biobank aus Blut- und Aortengewebeproben, ergänzt durch moderne genetische, histopathologische und proteomische Analysen. Die genetischen Projekte erfolgen in enger Zusammenarbeit mit PD Dr. Georg Rosenberger (Institut für Humangenetik, UKE), Prof. Dr. Friederike Cuello (Institut für experimentelle Pharmakologie, UKE) und PD Dr. Meike Rybczynski (Klinik für Kardiologie, UHZ). Die genetischen Arbeiten werden durch das Deutsche Zentrum für Herz-Kreislauf-Forschung (DZHK) und die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) gefördert.

Genetische Ursachen von Aortenerkrankungen

Im Gen FBN2 konnten wir eine spezifische Region identifizieren, in der heterozygote Varianten signifikant häufiger mit thorakalen Aortenerkrankungen assoziiert sind. Die Identifikation dieser regionsspezifischen Assoziation ermöglicht eine verbesserte genetische Risikoevaluation und -stratifizierung von Patient:innen und betroffenen Familien mit FBN2-Varianten.

Wir konnten zudem ein neues genetisches Syndrom identifizieren, das durch Varianten im COL2A1-Gen verursacht wird und mit einem marfan-ähnlichen Phänotyp einhergeht, welches jedoch nicht mit Aortopathie assoziiert ist. Diese Erkenntnis ist klinisch relevant, um Fehldiagnosen zu vermeiden und die Nachsorge korrekt auszurichten.

Im Rahmen des PRKG1‑Projekts werden funktionelle Analysen von PRKG1‑mutierten glatten Gefäßmuskelzellen (VSMCs) durchgeführt, um die Pathogenese der PRKG1‑assoziierten Aortopathie aufzuklären. Diese Arbeiten erfolgen in enger Kooperation mit der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Friederike Cuello (Institut für experimentelle Pharmakologie, UKE).

In genetischen, zellulären und funktionellen Analysen des Gens CDKL1 konnten wir zeigen, dass heterozygote CDKL1‑Varianten mit dem gesamten Spektrum thorakaler Aortenerkrankungen (Aneurysma und Dissektion) assoziiert sind. Exom- und Panelsequenzierungen identifizierten CDKL1‑Varianten in mehreren betroffenen Familien. Funktionell kodiert CDKL1 eine Proteinkinase mit zentraler Bedeutung für die Zilienbiologie: Die untersuchten Varianten beeinträchtigen die Kinaseaktivität sowie Protein‑Protein‑Interaktionen, insbesondere mit ziliären Transportproteinen. In humanen Gefäßmuskelzellen sowie in Zebrafisch‑Modellen führten CDKL1‑Verlust oder krankheitsassoziierte Varianten zu gestörter Zilienbildung, veränderter Signaltransduktion (u. a. p38‑MAPK‑ und VEGF‑Signalwege) und zu Aortendilatation. Damit identifiziert diese Arbeit eine Fehlregulation primärer Zilien als neuen pathophysiologischen Mechanismus der thorakalen Aortopathie.

Forschungsschwerpunkte der HCCR-Arbeitsgruppe (AG Petersen) am UHZ Hamburg

Die Arbeitsgruppe der AG Petersen des HCCR (Hamburg Cardiovascular Research Center) der Klinik für Herz- und Gefäßchirurgie am Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf / Universitären Herz- und Gefäßzentrum (UHZ) fokussiert sich auf die klinisch-translationalen Mechanismen kardiovaskulärer Herzklappenerkrankungen mit besonderem Schwerpunkt auf molekularen, genetischen und zellulären Pathomechanismen der valvulären Kardiomyopathie.

Ziel der Arbeitsgruppe ist es, innovative diagnostische und therapeutische Ansätze für strukturelle Herz- und Gefäßerkrankungen zu entwickeln und diese in die klinische Versorgung zu überführen

Zentrale ForschungsschwerpunkteMolekulare und genetische Grundlagen kardiovaskulärer Erkrankungen
Die AG untersucht genetische Varianten und molekulare Signalwege, die zur Entstehung und Progression kardiovaskulärer Erkrankungen beitragen. Ein besonderer Fokus liegt auf der Identifikation krankheitsrelevanter Gene sowie deren funktioneller Charakterisierung.

Zelluläre Mechanismen und Signaltransduktion
Durch experimentelle Modelle werden zelluläre Prozesse wie Signalübertragung, Zell-Zell-Interaktionen und strukturelle Veränderungen analysiert, um krankheitsspezifische Mechanismen besser zu verstehen.

Translationale Forschung und Biomarkerentwicklung
Ein zentrales Ziel ist die Übertragung experimenteller Erkenntnisse in die klinische Anwendung. Hierzu gehören die Identifikation und Validierung von Biomarkern zur verbesserten Diagnostik, Prognoseeinschätzung und Therapieentscheidung bei kardiovaskulären Erkrankungen.

Interdisziplinäre Zusammenarbeit
Die Forschung erfolgt in enger Kooperation mit klinischen und experimentellen Partnern innerhalb des UHZ, des UKE sowie mit nationalen und internationalen Forschungseinrichtungen. Diese Vernetzung ermöglicht eine enge Verzahnung von Grundlagenforschung und klinischer Hochleistungsmedizin.

Herztransplantation

Das Universitäre Herz- und Gefäßzentrum UKE Hamburg gehört zu den sechs größten Transplantationszentren in Deutschland mit überdurchschnittlichen Ergebnissen. Seit der ersten Herztransplantation in Hamburg 1984 wurden bereits mehre hundert dieser Operationen durchgeführt, um Patient:innen, die an terminaler Herzschwäche leiden, ein neues Leben zu ermöglichen. Unsere konstant hohe Behandlungsqualität beruht auf der engen und strukturierten Zusammenarbeit von Kardiologie, Herzchirurgie und Intensivmedizin – sowie auf der lückenlosen Betreuung unserer Patient:innen vor und nach der Transplantation in unserer spezialisierten Herzinsuffizienzambulanz.

Herzunterstützungssysteme (LVAD / BiVAD)

Patient:innen mit terminaler Herzinsuffizienz können erfolgreich mit einem dauerhaft implantierten mechanischen Kreislaufunterstützungssystem behandelt werden – in der Regel als linksventrikuläres Unterstützungssystem (LVAD), in ausgewählten Fällen auch als biventrikuläres System (BiVAD).

Ein LVAD fördert Blut aus der linken Herzkammer in die Aorta. Das System ist über ein Kabel (Driveline) mit einem externen Steuergerät und Energieversorgung verbunden, die Patient:innen in einer Tasche am Körper tragen. Diese Therapie kann die Belastbarkeit deutlich verbessern und vielen Patient:innen ein weitgehend selbstständiges Leben ermöglichen. Beim BiVAD wird zusätzlich die rechte Herzkammer mit einer zweiten Pumpe unterstützt.

Im Bereich der dauerhaften Herzunterstützungssysteme werden kontinuierlich neue Systeme und Therapieansätze entwickelt, teils bereits in Zulassungsstudien. Am UHZ Hamburg können wir geeigneten Patient:innen – nach individueller Prüfung – den Zugang zu innovativen Verfahren im Rahmen klinischer Studien ermöglichen. Weitere Informationen finden Sie auch auf der Seite der Ambulanz für Herzinsuffizienz, Herz- und Lungentransplantation und Kunstherzsysteme.

Akute kardiale Dekompensation und kardiogener Schock

ECMO/ECLS, Impella 5.5 und mobiler Transport aus zuweisenden Kliniken

Bei Patient:innen mit akutem kardiogenen Schock oder schwerster kardialer Dekompensation bis hin zum therapierefraktären Kreislaufversagen setzen wir zur Erststabilisierung temporäre Kreislaufunterstützungssysteme mit extrakorporaler Membranoxygenierung (ECMO/ECLS) ein. Der arterielle und venöse Zugang erfolgt meist perkutan über die Leistengefäße. Eine Zentrifugalpumpe übernimmt dabei – bei Bedarf in Kombination mit Oxygenierung (Sauerstoffanreicherung des Blutes) – die notwendige Kreislauf- und Organperfusion, um sekundäre Organschäden, insbesondere an Niere und Leber, zu vermeiden.

Die ECMO/ECLS-Therapie ist typischerweise für wenige Tage bis hin zu mehreren Wochen geeignet. Sie schafft Zeit für:

• eine mögliche Erholung der Herzfunktion,
• eine belastbare Verlaufsbeurteilung,
• sowie weiterführende Entscheidungen wie Listung zur Herztransplantation oder Implantation eines dauerhaften Unterstützungssystems (LVAD/BiVAD)

Insbesondere nach Reanimation mit zunächst unklarem neurologischem Status ermöglicht ECMO/ECLS die erforderliche Zeit für eine fundierte neurologische und kognitive Beurteilung als Grundlage weiterer Therapieschritte.

In einigen Fällen bedarf es einer zusätzlichen Entlastung des linken Ventrikels während der ECMO-Behandlung. Hierzu können wir über einen nur wenige Zentimeter großen Hautschnitt unterhalb des rechten Schlüsselbeins eine miniaturisierte Pumpe durch die Hauptschlagader und die Aortenklappe in den linken Ventrikel vorschieben und diesen zusätzlich mit bis zu weiteren 5,5 Litern Blutfluss pro Minute entlasten um optimale Bedingungen für die Erholung des Herzmuskels zu schaffen.

Für zuweisende Krankenhäuser in Hamburg und der Region bieten wir zudem die mobile Implantation eines miniaturisierten ECLS-Systems vor Ort sowie den interhospitalen Transport unter laufender Unterstützung in unser Zentrum an. Die weitere Therapie erfolgt multidisziplinär und in enger Abstimmung mit den zuweisenden Kliniken und den betreuenden niedergelassenen Kardiolog:innen. Hierfür besteht eine 24/7-Rufbereitschaft.