Das Herz kurzschließen: Wie Emory-Ärzte eine neue Elektrizität entwickelten

Von Martha Nolan, 7. Juni 2023

Elberta Jenkins, die allererste Patientin, die sich dem neuen SESAME-Verfahren unterzogen hat, das von den Emory-Ärzten Adam Greenbaum (oben, ganz links) und Vasilis Babaliaros (oben, rechts) entwickelt wurde, lächelte kürzlich bei einem Besuch im Structural Heart & Valve Center in Emory Universitätsklinikum Midtown. Sie werden von Dr. Patrick Gleason begleitet.

Der Kardiologe von Elberta Jenkins übermittelte die Nachricht mitfühlend, aber direkt. Er konnte nichts anderes für sie tun. Jenkins hatte sich 2008 nach einem Herzinfarkt einem dreifachen Bypass unterzogen, doch nun, im Jahr 2020, versagten zwei der vier Hauptklappen ihres Herzens. Sie brauchte eine weitere Operation am offenen Herzen, kam aber aufgrund ihres Alters nicht mehr in Frage.

„Ich erinnere mich, dass ich mich hoffnungslos fühlte“, sagt Jenkins, der jetzt 82 Jahre alt ist. „Aber dann sagte mein Arzt, dass sein ehemaliger Ausbilder und Mentor, Dr. Greenbaum, in Atlanta praktizierte und er, obwohl ihm die Optionen für mich ausgegangen seien könnte mir vielleicht helfen.“

So fand Jenkins ihren Weg von Orange Park, Florida, zu den Büros von Adam Greenbaum, MD, und Vasilis Babaliaros, MD, im Structural Heart & Valve Center am Emory University Hospital Midtown. Greenbaum erkannte sofort, dass Jenkins ein guter Kandidat für ein nicht-invasives Verfahren war, an dessen Entwicklung Emory beteiligt war und bei dem er ihre Aortenklappe über einen Katheter ersetzte. Er hoffte, dass das neue Ventil Jenkins die Erleichterung verschaffen würde, die sie brauchte.

Es hat nicht. Sie litt immer noch unter der Schädigung einer anderen Hauptklappe ihres Herzens, der Mitralklappe, die den Blutfluss von der Lunge zum Herzen steuert. Sie litt auch an einer hypertrophen Kardiomyopathie – einer Erkrankung, die durch einen übermäßig großen und steifen Herzmuskel gekennzeichnet ist. In Kombination verringerten diese Erkrankungen den Blutfluss aus Jenkins‘ Herz erheblich und der vergrößerte Muskel blockierte auch den Platz, der für eine neue Mitralklappe benötigt wurde.

„Es ging ihr immer schlechter“, sagt Meri Pyle, die Tochter von Jenkins, die ihre Mutter bei ihren Arztbesuchen begleitete. „Sie kam an den Punkt, an dem sie nur noch ein paar Schritte gehen konnte, bevor sie sich hinsetzen und ausruhen musste. Sie fing an, im Bett zu bleiben, und sagte mir, dass sie so einfach nicht leben wollte.“

Adam Greenbaum und Vasilis Babaliaros rezensieren Elberta Jenkins' Chart.

Nachdem eine Operation am offenen Herzen vom Tisch war, versuchte Greenbaum die einzige andere verfügbare Methode, den Herzmuskel zu verkleinern, um den Ersatz der Mitralklappe zu ermöglichen – die Abtötung eines Teils des Muskels durch die Verabreichung von Alkohol über einen Katheter. Aufgrund des schlechten Zustands der Gefäße von Jenkins konnte er den Eingriff jedoch nicht abschließen. Zu diesem Zeitpunkt hatte auch Greenbaum keine Optionen für Jenkins – zumindest keine bewährten Optionen.

"DR. Greenbaum sagte uns, dass er diesen Eingriff nicht durchführen könne und dass keine anderen zur Verfügung stünden, aber er sagte uns nie, dass er ihr nicht helfen könne“, sagt Pyle. „Er sagte nur: ‚Geben Sie uns etwas Zeit zum Nachdenken, dann entwickeln wir einen Plan.‘ Er gab uns das Gefühl, dass es einen Weg nach vorne gab und dass er nicht aufgeben würde.“

Greenbaum erklärte, dass er und Babaliaros mit einer neuartigen Methode herumgespielt hätten, den Herzmuskel mit einem elektrifizierten Draht am Ende eines Katheters zu durchtrennen, wodurch der nötige Raum geschaffen werden könne, um eine neue Mitralklappe einzusetzen, ohne den Brustkorb öffnen zu müssen. Das Verfahren befand sich noch in der Konzeptphase und wurde von einem Kollegen, Dr. Robert Lederman, und seinem Team am National Heart, Lung, and Blood Institute (NHLBI) der National Institutes of Health (NIH) an Schweinen getestet. Greenbaum forderte Jenkins auf, ihnen fünf oder sechs Wochen Zeit zu geben, um die Tests zu beschleunigen und zu sehen, wie es den Schweinen erging, die sich dem Verfahren unterzogen hatten.

„Als Elberta etwa einen Monat später in mein Büro zurückkam, waren ihre ersten Worte: ‚Wie haben sich die Schweine geschlagen?‘“, sagt Greenbaum. „Ich sagte, dass sie es ganz gut gemacht haben. Und sie sagte: ‚Dann lass es uns versuchen.‘“

Im Januar 2021 führten Greenbaum und Babaliaros bei Jenkins den ersten Eingriff des Septal Scoring Along the Midline Endocardium (SESAME) durch. Einige Monate später konnte er ihre Mitralklappe ersetzen.

Heute geht es Jenkins gut. So gut sogar, dass sie weiterwanderte, bis sie eine kurze Pause einlegen musste, weil sie sich den Knöchel verdrehte. „Sobald Ihre älteren Patienten orthopädische Verletzungen erleiden, weil sie so aktiv geworden sind, wissen Sie, dass Sie etwas Gutes gefunden haben“, sagt Babaliaros, Gründer und Co-Direktor des Structural Heart & Valve Center.

Jenkins ist nur einer der jüngsten in einer langen Reihe von Patienten, die an Emory überwiesen wurden, als ihnen in anderen Gesundheitszentren die Optionen ausgingen. Sie sind der letzte Ausweg, um neuartige Optionen auszuprobieren, die im Rahmen einer einzigartigen, jahrzehntelangen Zusammenarbeit zwischen dem Emory Structural Heart & Valve Center und dem NIH entwickelt wurden.

Greenbaum praktizierte 2013 im Henry Ford Hospital in Detroit, als er einen Herzpatienten behandelte, der alle verfügbaren Behandlungsmöglichkeiten ausgeschöpft hatte. Er hatte kürzlich einen Artikel über ein neues Verfahren gelesen, das am NIH an Tieren getestet wurde und von dem er glaubte, dass es seinem Patienten helfen könnte. Der Hauptautor des Artikels war Lederman, den Greenbaum Ende der 1990er Jahre kennengelernt hatte, als beide Männer an der Duke University arbeiteten.

Greenbaum kontaktierte Lederman, der schließlich zu Henry Ford ging, um den Eingriff zu beaufsichtigen, der zum ersten Mal an einem Menschen durchgeführt wurde. Greenbaum war in der Lage, einen elektrischen Draht an der Spitze eines Katheters zu verwenden, um den Katheter durch ein Blutgefäß in ein anderes zu schieben – ein Novum in der interventionellen Kardiologie.

Das daraus resultierende erfolgreiche transkavale Aortenzugangsverfahren war die Geburtsstunde der Katheter-Elektrochirurgie. Es war auch die Geburtsstunde einer starken und dauerhaften Zusammenarbeit zwischen Greenbaum und Lederman und später Babaliaros, die kurz nach dem Erfolg zu Henry Ford gingen, um die Technik zu erlernen und sie zu Emory zurückzubringen. Er rekrutierte Greenbaum 2018 für Emory.

Illustration des Septum Scoring Along the Midline Endocardium (SESAME)-Verfahrens, mit freundlicher Genehmigung von Adam Greenbaum.

Die drei arbeiten seitdem gemeinsam an der Entwicklung neuer Techniken für die Katheter-Elektrochirurgie, wobei der Prozess nach dem gleichen Schema abläuft.

„Wir begannen, Überweisungen für Patienten zu erhalten, die durch das Raster gefallen waren und denen keine Lösung zur Verfügung stand, die entweder kommerziell erhältlich war oder sich in den gängigen Forschungsstudien befand“, sagt Babaliaros. „Wir begannen darüber nachzudenken, was wir tun könnten, um ihnen zu helfen, und wie wir unser Werkzeugset an ihre Bedürfnisse anpassen könnten. Wir gingen mit der Idee, die wir hatten, zum NIH, um es weiterzuentwickeln und an Tieren zu testen, und dann würden wir es diesen Patienten, die keine andere Wahl hatten, auf der Basis einer mitfühlenden Pflege anbieten.“

Der gesamte Prozess, vom Konzept bis zur Implementierung, konnte wie bei Jenkins mehrere Wochen in Anspruch nehmen. „Traditionell könnte jemand eine neue Idee haben und diese in die Industrie einbringen“, sagt Greenbaum. „Sie müssten über die Food and Drug Administration Prototypen entwickeln und testen, und es könnte 10 bis 15 Jahre dauern, bis dieses Gerät oder diese Technik verfügbar ist. Aber manche Leute haben diese Zeit nicht. Die Tatsache, dass wir durch unsere einzigartige Beziehung zum NIH Patienten manchmal innerhalb von ein oder zwei Monaten neuartige Lösungen anbieten können, kann Leben retten.“

Es ist nicht das erste Mal, dass Babaliaros und Greenbaum Pioniere auf diesem Gebiet sind.

Ab 2007 war Babaliaros Hauptteilnehmer an einer Studie zum Transkatheter-Aortenklappenersatz (TAVR), einem Verfahren, das es ermöglicht, eine neue Aortenklappe über einen Katheter statt chirurgisch einzusetzen. Ein Katheter mit einer neuen Klappe in einem kollabierten Metallgitterstent wird durch die Leistenarterie eingeführt. Er wird nach oben in die richtige Position im Herzen geschoben, und wenn er an Ort und Stelle ist, bläst ein Ballon den Stent auf und schiebt die alte Herzklappe aus dem Weg. Der Ballon und der Katheter werden entfernt und die neue Klappe übernimmt. TAVR ist mittlerweile ein alltägliches Verfahren.

Greenbaum nutzte TAVR, um Jenkins‘ erstes Ventil zu ersetzen, und Emory nähert sich in diesem Jahr seinem 5000. TAVR. „TAVR markierte den Beginn des Wandels von strukturellen Herzerkrankungen als primär chirurgischem Bereich hin zu einem primär interventionellen Bereich“, sagt Babaliaros.

Babaliaros und Greenbaum haben TAVR zum nächsten Schritt geführt. Indem sie einen Draht an der Spitze des Katheters elektrisieren, können sie mit einem Katheter nicht nur ein Gerät wie eine neue Klappe einführen, sondern auch Blutgefäße durchstechen und Einschnitte vornehmen. Sie haben die ursprüngliche Technik modifiziert, um mehrere andere strukturelle Herzfehler zu behandeln.

Eine davon ist die hypertrophe Kardiomyopathie, von der Jenkins betroffen war. Die Erkrankung betrifft etwa 1,5 Millionen Amerikaner und kann in jedem Alter auftreten. Es ist auch die häufigste Ursache für plötzlichen Herztod bei Menschen unter 35 Jahren und die Hauptursache für den plötzlichen Tod junger Sportler.

„Die Herzmuskeln von Menschen mit hypertropher Kardiomyopathie ähneln in gewisser Weise den Armmuskeln von Gewichthebern, die ihre Arme nicht strecken können, weil ihr Bizeps so überwachsen ist“, sagt Babaliaros. „Wenn der Herzmuskel so groß und steif ist, kann sich die linke Herzkammer, die die Hauptpumpkammer des Herzens darstellt, nicht richtig mit Blut füllen. Dies kann zu Atembeschwerden, Herzklopfen oder Herzrhythmusstörungen und Brustschmerzen führen.“

SESAME ist die erste neue nicht-pharmakologische Behandlung der hypertrophen Kardiomyopathie seit fast zwei Jahrzehnten. Bis Mitte der 1990er-Jahre bestand die einzige Behandlungsmöglichkeit für diese Erkrankung in einer Operation, bei der ein Teil des überwucherten Muskels entfernt oder eingeschnitten wurde. Dann wurde eine nichtinvasive Behandlung eingeführt, bei der Alkohol über einen Katheter an einen bestimmten Bereich des Herzmuskels verabreicht wurde, was zum Absterben dieses Bereichs führte.

„Der Bereich stagnierte, was verfahrenstechnische Eingriffe anbelangt“, sagt Babaliaros. „Es gab einfach nichts Neues, also war das Feld reif für eine Innovation.“

Am Ende wurde diese Innovation von Jenkins vorangetrieben, deren schmerzhafter, über Leben und Tod entscheidender Gesundheitszustand einfach nicht warten konnte und die mutig genug war, ihrem medizinischen Team zu vertrauen, dass sie sich ins Unbekannte wagte, wenn es dafür mehr Zeit bedeutete.

Jenkins, der seit dem SESAME-Eingriff neues Leben eingehaucht hat, begrüßt Greenbaum bei einer Kontrolluntersuchung im EUHM im Mai 2023. Jenkins‘ Tochter Meri Pyle schaut bei dem Termin zu.

Lederman entwickelte mit Hilfe von zwei NIH-Kollegen, Christopher Bruce, MD, und Jaffar Khan, MD, die neue Technik und testete sie an Schweinen. Mithilfe fortschrittlicher bildgebender Verfahren von Dr. Patrick Gleason war Greenbaum in der Lage, mit dem elektrifizierten Draht präzise Einschnitte in Jenkins Herzmuskel zu machen, um ihm eine Entspannung zu ermöglichen, was wiederum dazu führte, dass sich ihre linke Herzkammer vollständiger füllte und so einen Herzmuskel bildete normaler Blutfluss. Seitdem haben Jenkins, Greenbaum und Babaliaros SESAME bei mehr als 50 Patienten mit vielversprechenden Ergebnissen durchgeführt.

„Ein Chirurg kann nur ein oder zwei Zentimeter sehen, aber mit der von uns verwendeten Bildgebung können wir den gesamten Muskel sehen und überall schneiden, so tief oder so lang wie nötig“, sagt Babaliaros. „Der Alkoholeingriff führt zu einer Schädigung des Herzmuskels und häufig benötigen Patienten danach einen Herzschrittmacher. SESAM führt zu keiner Schädigung des Muskels und wir hatten nur einen Patienten, der einen Herzschrittmacher benötigte.“

Alle bisherigen SESAME-Eingriffe wurden im Rahmen einer „Compassionate Care“-Basis für Patienten durchgeführt, die keine anderen Optionen hatten. Greenbaum und Babaliaros gehen jedoch davon aus, in naher Zukunft eine klinische Studie zu starten, in der SESAME schließlich mit chirurgischen oder Alkoholablationsoptionen verglichen wird.

„SESAME ist eine Fortsetzung des Übergangs, der von der Chirurgie zur laparoskopischen Chirurgie begann“, sagt Greenbaum. „Wir sind noch einen Schritt weiter gegangen, von der laparoskopischen Chirurgie bis hin zu Transkatheter-Eingriffen. Wir sind in der Lage, den Blutkreislauf des Patienten zu nutzen, um einen Katheter dorthin zu bringen, wo wir ihn brauchen, einen Draht an der Spitze zu elektrisieren und im Grunde eine Operation durchzuführen. Auch wenn die Entwicklung noch in einem frühen Stadium ist und es noch viel zu lernen gibt, ist unsere Vision, dass in zehn Jahren die meisten Herzoperationen bei hypertropher Kardiomyopathie auf diese Weise durchgeführt werden.“

Das Structural Heart and Valve Center wird zweifellos weiterhin Innovationen entwickeln, um den Bedürfnissen seiner Patienten gerecht zu werden, einschließlich derjenigen, denen gesagt wurde, dass sie keine Optionen mehr haben.

„Wir sind in der Lage, diesen Patienten buchstäblich das zu bieten, was kein anderer kann“, sagte Kendra Grubb, MD, Herz-Thorax-Chirurgin und chirurgische Leiterin des Structural Heart and Valve Center. „Die Ärzte Babaliaros und Greenbaum treiben neuartige Therapien voran, an die sonst niemand denkt. All dies ist das Ergebnis ihrer jahrelangen Erfahrung auf einem Gebiet, das sie im Grunde erfunden haben – der Transkatheter-Elektrochirurgie – mithilfe ihrer einzigartigen Beziehung zum NIH.“

Für Patienten wie Jenkins und ihre Tochter Pyle bedeutet das Hoffnung, wo es früher keine gab.

„Mama ist ein völlig neuer Mensch“, sagt Pyle. „Ich habe seit ihrer Operation am offenen Herzen nicht mehr erlebt, dass es ihr so ​​gut ging. Sie ist wieder draußen und genießt das Leben – sie geht fast jeden Tag spazieren und wandern. Ich habe meine Mutter zurück und ich könnte nicht glücklicher sein.“