Herzrhythmusstörungen wie ein dauerhaft unregelmäßiger oder erhöhter Puls von über 100 Schlägen pro Minute oder ein schnelles Vorhofflimmern werden oft als Folge einer Herzmuskelschädigung ange­sehen, können aber auch selbst den Herzmuskel schädi­gen. Man spricht dann von einer Tachykardie- oder Arrhythmie-induzierten Kardiomyopathie (AIC), für die eine linksventrikuläre systolische Dysfunktion (LVSD) – eine Pumpschwäche der linken Herzkammer – charak­teristisch ist. Die Kammer erreicht ihr altes Leistungs­vermögen mit der Zeit wieder, sobald die Rhythmus­störung behoben ist.

Was sich bei einer AIC auf molekularer Ebene oder aber strukturell in den Muskelzellen ändert, wurde bereits umfassend bei Tiermodellen beschrieben. Die Ergebnisse dieser Studien sind allerdings nach Ansicht von Dr. Streckfuß-Bömeke und Prof. Sossalla nur bedingt auf den Menschen übertragbar. Außerdem kennt man weder die molekularen Prozesse, die in den Frühstadien einer AIC ablaufen, noch weiß man, wodurch sie aktiviert werden.

Dr. Streckfuß-Bömeke und Prof. Sossalla gehen nun der Frage nach, warum ein Teil der Patienten mit einer lang andauernden tachykarden Rhythmusstörung eine AIC entwickelt, der andere dagegen nicht. Sie gehen davon aus, dass bei den Patienten, die an einer AIC erkranken, eine entspre­chende genetische Prädisposition vorliegt. Würde sich diese Hypothese bestätigen, würde das den klinischen Alltag deutlich vereinfachen. Eine genetische Früherken­nung vorbelasteter Patienten würde die Diagnose nicht nur erleichtern, die bislang erst dann als gesichert gilt, wenn sich die LVSD-Symptome nach einer Therapie der Rhythmusstörung wieder zurückbilden. Sie würde auch Patienten ohne Prädisposition unnötige Therapien mit möglichen Nebenwirkungen oder Komplikationen ersparen.

Um auf belastbare Daten für die Frühstadien der Pathogenese beim Menschen zurückgreifen zu können, werden vergleichende Studien an patientenspezifischen induzierten pluripotenten Stammzell-Kardiomyozyten (iPSC-KMs) durchgeführt. Diese Kardiomyozyten werden sowohl aus Fibroblasten von AIC-Patienten, als auch von solchen Patienten gewonnen, die trotz ver­gleichbarer Rhythmusstörungen nicht an AIC erkrankt sind. Die Zellen werden über einen längeren Zeitraum hinweg mit einer der Tachykardie entsprechenden Frequenz elektrisch stimuliert; anschließend werden zu verschiedenen Zeiten diverse elektrophysiologische, strukturelle, zelluläre und molekularbiologische Para­meter dieser Zellen bestimmt, die Aufschluss über mög­liche Veränderungen dieser Zellen sowie darüber geben, in wieweit sich beide Patientengruppen unterscheiden. Schließlich werden noch das Genom der Fibroblasten beider Gruppen sequenziert und besonders die circa 140 Gene, die bereits im Zusammenhang mit genetischen Formen von Kardiomyopathien und kardia­len Arrhythmien beschrieben worden sind, auf Varianten hin abgeklopft. Eine Analyse der gesamten DNA-Methylierungsmuster und Transkripte beider Patienten­gruppen sollen zudem zeigen, mit welchen Signalkaska­den die jeweiligen Zellen auf die tachykarde Stimulation reagieren, und Aufschluss darüber geben, wie die jewei­ligen Kardiomyozyten (iPSC-KMs) der Patienten diese Stimulation verarbeiten.