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Herzenssache

Dr. Peter Kolkhof (li.) und Dr. Johannes-Peter Stasch entwickeln neuartige Therapieansätze und Wirkstoffe, die bei Herzinsuffizienz helfen, an der weltweit immer mehr Menschen erkranken.

Lebenswichtig: Das Herz besitzt nur eine Hauptaufgabe, aber die entscheidet über das Leben. Es muss Blut durch den Lungen- und Körperkreislauf pumpen und so die Durchblutung aller Organe sichern. Ein leistungsstarkes Herz und intakte Gefäße sind jedoch keine Selbstverständlichkeit. Weltweit sterben jedes Jahr Millionen Menschen an einer Krankheit des Herz-Kreislauf-Systems. Diesen Krankheiten zu begegnen – daran arbeiten bei Bayer HealthCare Pharmaceuticals zahlreiche Forscher und Entwickler.

Dr. Lars Bärfacker ist Chemiker. Also ein kreativer Mensch. Er sucht ständig nach etwas, das es noch nicht gibt – ähnlich einem Architekten oder Designer. Auch für Bärfacker sind dabei Formen und Strukturen sehr wichtig. Denn die Welt eines Chemikers sind Moleküle. Kleine Gebilde, die niemand mit bloßem Auge sehen kann. Eigentlich haben nur Naturwissenschaftler eine Vorstellung davon, wie sie aussehen und wie sie hergestellt werden können. Obwohl in der chemischen Literatur bereits zahlreiche Verbindungen beschrieben sind, kreieren Menschen wie Bärfacker immer neue Substanzen – mit dem Ziel, alle entscheidenden Wirkstoffeigenschaften in einer einzigen Struktur zu vereinigen.

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Der Motor: Das Herz (hier eine Darstellung als Farbnegativ) pumpt das Blut in alle Winkel des Körpers. Dass es dabei auch selbst gut versorgt wird, dafür sorgen die Herzkranzgefäße.

Was sie antreibt, ist die Suche nach der einen Verbindung, die für eine vorgegebene Aufgabe bestmöglich geeignet ist. Im Fall von Bärfacker galt diese Suche viele Jahre lang einer Substanz zur Behandlung von Herzinsuffizienz.

Die Therapie dieser Erkrankung ist einer der Forschungsschwerpunkte von Bayer HealthCare Pharmaceuticals. Ein Molekül nach dem anderen entwarf er in seinem Geiste – hoffend, dass es dem gesuchten Ziel näherkommt. Gleichzeitig musste er sich einen Syntheseweg überlegen, wie seine Labormitarbeiter ein paar Milligramm herstellen konnten. Solche kleinen Mengen reichen dem Biologen Dr. Peter Kolkhof aus, um die Substanz in seinen Wuppertaler Pharmakologie-Labors ersten Wirktests, unter anderem an Zellkulturen, zu unterziehen. Dessen Ergebnisse benötigte Bärfacker, um mit seinem Team die Moleküle chemisch weiter optimieren zu können.

Hinter jedem neuen Pharmawirkstoff steckt ein großes Projektteam. Repräsentanten eines solchen Teams sind Forscher wie der Chemiker Bärfacker und der Biologe Kolkhof. Der eine liefert ständig neue Substanzen, der andere prüft, ob und wie gut sie wirken. Im Grunde haben die beiden ein Ziel: Sie suchen einen Schlüssel, der nur in ein einziges Schloss genau passt. Jedes andere Ergebnis könnte bedeuten, dass eine unerwünschte Nebenwirkung nicht ausgeschlossen werden kann. Bei der Therapie der Herzschwäche ging es darum, Einfluss auf die Wirkung des körpereigenen Hormons Aldosteron zu nehmen. „Wir mussten gleichzeitig aufpassen, das Testosteron nicht auszuschalten“, sagt Kolkhof. So hatte ein bereits am Markt befindlicher Wirkstoff gegen Aldosteron bei Männern zu schmerzhaftem Brustwachstum geführt – bei der Suche nach einem neuen Wirkstoff ein Ausschlusskriterium.

Die "große Motivation" Krankheiten besser zu behandeln

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Der Chemiker: Dr. Lars Bärfacker kreiert neue Substanzen, die im besten Fall das Zeug zum Medikament haben. Bei der Optimierung seiner Arbeit helfen ihm die Testbefunde des Biologen.

„Manchmal bekommen wir Moleküle, die wunderbar wirken“, sagt Kolkhof, „doch dann passt etwas anderes nicht.“ Entweder wirkt die Substanz nicht punktgenau. Der Wirkstoff wird zu schnell wieder abgebaut. Oder es stellt sich irgendeine toxische Nebenwirkung heraus, an die zunächst niemand dachte. Die Gründe für Rückschläge sind vielfältig. Und manche Moleküle, die zuerst auf dem Papier entstanden, hielten den Erwartungen in den kritischen Experimenten nicht stand. Dann rücken alle Überlegungen wieder auf Anfang. Ein Wechselspiel, das sich beim Aldosteron-Hemmer über vier Jahre und Tausende von Substanzen hinzog – mit „vielen Rückschlägen und rar gesäten Glücksmomenten“. Aber Bärfacker spricht auch von der „großen Motivation“, die die Aussicht vermittelt, eines Tages Krankheiten besser behandeln oder gar Leben retten zu können.

Mit der Substanz BAY 94-8862 wurde diese Aussicht nun wieder größer. Die Verbindung galt schließlich als vielversprechend genug für die klinische Entwicklung – und für die Internistin Dr. Silvia Lentini. Mit der Projektleiterin aus der klinischen Pharmakologie wird das Projektteam um Bärfacker/Kolkhof um eine weitere wichtige Person ergänzt. Denn zu jeder Wirkstoffentwicklung gehört ein Experte, der das klinisch-pharmakologische Studienprogramm einer Substanz plant und startet. „Inzwischen prüfen wir unseren Aldosteron-Hemmer an freiwilligen gesunden Probanden“, sagt die Internistin. Dabei stehen im weiteren Studienprogramm Patienten mit Herzinsuffizienz im Fokus, die zusätzlich unter einer Niereninsuffizienz leiden. Denn diese ist bei Patienten mit einer Herzinsuffizienz häufig und verschlechtert deren Prognose. Der Einsatz der meisten bisher zugelassenen Wirkstoffe ist allerdings bei Patienten mit Niereninsuffizienz eingeschränkt. Dabei benötigen auch diese Patienten eine Therapie. „Wir haben die Hoffnung, mit der Entwicklung eines verbesserten Aldosteron-Hemmers wie BAY 94-8862 gerade diesen Patienten frühzeitig helfen zu können“, so die Medizinerin.

Mehr zu Herz-Kreislauf-Erkrankungen und innovativen Therapiemöglichkeiten

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Der Biologe: Dr. Peter Kolkhof untersucht Wirkstoffkandidaten erstmals auf eine mögliche Wirksamkeit, zum Beispiel gegen Herzschwäche. Die Substanzen bekommt er vom Chemiker.

Mit Herzinsuffizienz bezeichnen Ärzte die (zunehmende) Unfähigkeit des Organs, ausreichend Blut in den Körper zu pumpen. Weltweit leiden geschätzte 20 Millionen Menschen daran, viele davon infolge anderer Krankheiten wie Bluthochdruck oder Herzinfarkt. Kurzatmigkeit bei körperlichen Anstrengungen ist, neben der Wassereinlagerung, eine weitere typische Begleiterscheinung des schwächelnden Herzens. Im fortgeschrittenen Stadium wird sogar Gehen zur Belastung. „50 Prozent der Menschen, bei denen eine schwere Herzschwäche diagnostiziert wird, haben eine Lebenserwartung von bis zu fünf Jahren“, sagt Kolkhof.

Typisch für viele chronisch überlastete Herzen ist, dass sie vermehrt Bindegewebe bilden. Die Organwände werden dicker, das Volumen der Herzkammern wird hingegen kleiner und der gesamte Muskel steifer. Diese Entwicklung wird durch Aldosteron vorangetrieben. Der Körper schüttet das Hormon als Abwehrmaßnahme fehlender Pumpleistung aus, doch in diesem Fall verschärft es langfristig das Leiden.

Für die Forscher war es daher ein Ziel, Aldosteron in seiner Wirkung zu blockieren. „Es gibt erste präklinische Hinweise, dass das Hemmen nicht nur die Wasserausscheidung verbessert, sondern auch dem steif gewordenen Herzmuskel seine Geschmeidigkeit zurückgibt“, sagt Kolkhof. Damit würde die Herzveränderung nicht nur aufgehalten, sondern vielleicht sogar umgekehrt.

Neben Kolkhof und Bärfacker haben sich noch weitere Forscher des Unternehmens dem Herzen verschrieben. Einige von ihnen widmen sich ebenfalls der Herzschwäche – verfolgen dabei aber einen anderen Weg. So wird derzeit eine Substanz untersucht, die den Widerstand der Lungengefäße reduzieren soll, gegen den das Herz anpumpen muss. Sie durchläuft bereits klinische Studien an Patienten mit akuter Herzinsuffizienz.

Neue Therapiemöglichkeiten gegen Lungenhochdruck

Mit einem Krankheitsbild, bei dem ebenfalls das Herz in Not gerät, befasst sich Dr. Gerrit Weimann. Der Mediziner bei Bayer HealthCare Pharmaceuticals untersucht Therapiemöglichkeiten gegen Lungenhochdruck. Diese Krankheit entsteht durch verengte und versteifte Blutgefäße in diesem Organ, die die Sauerstoffaufnahme verhindern. Das führe zu rascher Kurzatmigkeit – und im schlimmsten Fall zu einer dauerhaften Überlastung des Herzens. Der Grund: Der stete Sauerstoffmangel treibt die Pumpe zu verstärkter Leistung an, um mehr Blut in die Lunge zu befördern.

Therapiert werden diese pulmonalen Hypertonien seit vielen Jahren unter anderem mit inhalierbaren Prostazyklinen, auch Bayer HealthCare Pharmaceuticals hat ein solches Präparat bereits am Markt. Damit Patienten jedoch nicht mehr inhalieren müssen, verfolgt Bayer jetzt mit dem Wirkstoff Riociguat einen gänzlich neuen Therapieansatz: Tabletten sollen die Einnahme erleichtern.

Der gehört zu einer neuen Substanzklasse, den sGC-Stimulatoren. Deren Entdecker, der Chemiker und Pharmazeut Prof. Dr. Johannes-Peter Stasch, hofft, dass damit in naher Zukunft das erste wirksame und gut verträgliche Medikament in Tablettenform bereitgestellt werden kann: „Die ersten Ergebnisse der klinischen Studien am Menschen zeigen vielversprechende Ergebnisse.“ Weiterer Nutzen: Präklinische Studien lassen vermuten, dass „Riociguat nicht nur die Symptome bei Lungenhochdruck verbessert, sondern auch dem Fortschreiten der Krankheit entgegenwirken kann“, so Stasch.

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Die Medizinerin: Dr. Silvia Lentini verantwortet die ersten klinischen Studien, die Bayer HealthCare Pharmaceuticals mit neuen kardiologischen Wirkstoffkandidaten macht.

Blockierte Blutgefäße können auch zu Schlaganfall oder Herzinfarkt führen – und zwar immer dann, wenn der Blutfluss in Herz oder Hirn gestoppt wird. Normalerweise pumpt das Herz jede Minute rund sechs Liter Blut durch die Gefäße des Körpers. Wer 70 Jahre alt ist, hat also gut 200 Millionen Liter Blut durch seine Adern geschickt. Bei einem Infarkt kommt es jedoch zu einer Sauerstoff-Unterversorgung durch unzureichenden Blutzufluss. Die Folgen sind bekannt: Sprach- oder Sehstörungen, Lähmungen oder Bewusstseinstrübungen beim Schlaganfall; Herzrhythmusstörungen, Herzinsuffizienz, Herzmuskel-Entzündung beim Herzinfarkt. Oft ist aber auch der Tod die Folge.

Umso wichtiger ist es, solche Ereignisse schon im Vorfeld zu vermeiden – durch eine geeignete Lebensweise und medikamentöse Prophylaxe. Dies gilt insbesondere für Menschen, deren Risiko für verengte Blutgefäße oder Gerinnselbildung erhöht ist. Auch dabei spielen Bayer-Produkte seit Langem eine wichtige Rolle.

Viele Patienten schützen sich zum Beispiel durch eine niedrig dosierte Form des über 110 Jahre alten Arzneimittel Aspirin; diese wurde eigens für die Dauerbehandlung entwickelt. „Der Wirkstoff Acetylsalicylsäure soll die Zusammenballung der Blutplättchen hemmen – also den Prozess, der schließlich zum Gefäßverschluss führt“, erklärt Apothekerin Brigitte Havertz, Mitarbeiterin der Vertriebsgesellschaft Bayer HealthCare Deutschland. So kann das Blut flüssig gehalten werden, auch wenn krankhaft veränderte Gefäßwände „fälschlicherweise den Impuls zum Zusammenkleben der Blutplättchen geben“.

Rund 70 Prozent der Risikopatiententen werden gar nicht oder unzureichend behandelt

Das Risiko einer unerwünschten Blutgerinnung macht auch Menschen mit Vorhofflimmern zu schaffen. Bei dieser Herzrhythmusstörung schlägt das Herz zwar schneller, aber weniger effektiv. In der Folge bleibt in besonderen Zonen des Vorhofs Blut zurück. Weil es sich nicht bewegt, steigt dort das Risiko einer Gerinnselbildung. Wandern diese Thromben über linke Herzkammer, Aorta und Halsschlagader ins Gehirn, können sie dort Gefäße zusetzen und einen Schlaganfall verursachen.

Schätzungsweise ist jeder fünfte dieser ischämischen Schlaganfälle eine Folge des Vorhofflimmerns. Hinzu kommt, dass gerade derartige Hirninfarkte zu besonders starken Beeinträchtigungen führen. „Bisher werden rund 70 Prozent der Risikopatienten gar nicht oder unzureichend behandelt“, so Dr. Frank Misselwitz, der bei Bayer HealthCare Pharmaceuticals im Therapiegebiet Herz-Kreislauf und Gerinnung die weltweite klinische Entwicklung leitet. Ein Grund liege darin, dass bisherige Standardtherapien wegen vielfältiger Wechselwirkungen schwer zu dosieren seien und ein erhöhtes Blutungsrisiko mit sich brächten. Diese Therapielücke will das Pharmaunternehmen in Zukunft mit Rivaroxaban schließen. Der Wirkstoff soll bequem als Tablette eingenommen werden und wäre entsprechend einfach zu dosieren. Rivaroxaban ist bereits in vielen Ländern zur Thrombose-Prophylaxe bei Menschen mit geplanter (elektiver) Hüft- oder Knieersatz-Operation zugelassen.

Ob der Wirkstoff sich auch zur Schlaganfall-Prävention bei Patienten mit Vorhofflimmern eignet, wird derzeit in klinischen Studien getestet. „Die Ergebnisse werden noch in diesem Jahr erwartet“, bestätigt Misselwitz. Und während er das sagt, spürt man gleichzeitig Hoffnung und Freude in seinen Worten. Da treten offenbar sogar die vielen Rückschläge und Durststrecken in den Hintergrund. So wie bei Bärfacker, Kolkhof, Lentini und all den anderen Mitarbeitern in Forschung und Entwicklung. Denn sie alle folgen mit ihrem Engagement einem großen Ziel: dass sich durch ihre Arbeit Krankheiten kurieren lassen oder sich die Lebensqualität der Patienten weltweit verbessert.

Interview mit Kardiologe Prof. Dr. Erland Erdmann

Professor Dr. Erland Erdmann ist Kardiologie-Direktor der Uniklinik Köln.

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Kardiologie-Direktor der Uniklinik Köln: Prof. Dr. Erland Erdmann

Herr Professor Erdmann, geht es Herzpatienten heute besser?
Ja – dank des Fortschritts. Stents, also Gefäßstützen, werden heute rasch und routiniert implantiert. Medikamente, die die Zusammenballung von Blutplättchen verhindern, sind potenter, und Herzinfarkte werden weniger, weil sich Betroffene früh melden und effektiver behandelt werden können. Herzkranke, die sich gut um sich selbst kümmern, leben heute länger.

In welchen Situationen wünschten Sie, dass etwas Neues käme?
Für die vielen Patienten mit Vorhofflimmern oder künstlichen Herzklappen wäre es ein riesiger Vorteil, wenn sie nur noch einmal täglich eine Tablette einnehmen könnten – ohne ständig den Gerinnungsstatus überprüfen oder auf die Ernährung achten zu müssen. Bei Herzinsuffizienz benötigen wir unter anderem Entwässerungsmittel, die nicht die Elektrolyte durcheinanderbringen, und Medikamente, die die Kontraktionsfähigkeit des Herzmuskels steigern, ohne die Lebenserwartung zu mindern.

Wie alt kann ein intaktes Herz eigentlich theoretisch werden?
Ich hatte schon einen 99-Jährigen mit völlig normalen Werten. Ich vermute mal, dass Menschen, die pfleglich mit ihrem Herzen umgehen, bis zu 130 Jahre alt werden können.

Wenn jede Hilfe zu spät kommt

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Notfall: Wenn das Herz aussetzt, zählt jede Sekunde

Rund 30 Prozent aller weltweiten Todesfälle basieren auf Herz-Kreislauf-Erkrankungen. 2005 waren das rund 17,5 Millionen. Bis 2015 könnte diese Zahl nach Schätzungen der Weltgesundheitsorganisation (WHO) auf 20 Millionen steigen.
2005 starben nach WHO-Angaben allein 7,6 Millionen Menschen an Erkrankungen der Herzgefäße, die zu Herzinfarkt oder Herzversagen führten.
Rund 80 Prozent der Herz-Kreislauf-Erkrankungen haben ihre Ursache laut WHO in Lebensgewohnheiten wie falsche Ernährung, zu wenig Bewegung und Rauchen.

Frauenherzen schlagen anders. Studien haben gezeigt, dass Frauen häufig später – und damit weniger erfolgreich – versorgt werden, wenn sie einen Herzinfarkt erleiden. Ein Grund ist, dass die Symptome eines Infarkts bei Frauen oft anders und dabei weniger auffällig sind als bei männlichen Betroffenen. Beispielsweise fehlen mitunter die typischen Schmerzen im Brustraum.

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