Long-QT-Syndrom: Göttinger Forschende sehen Rolle von Nervenzellen

Forschende der Universitätsmedizin Göttingen (UMG) haben untersucht, wie Herzmuskel- und Nervenzellen bei einer erblichen Herzrhythmuserkrankung zusammenwirken. Beim Long-QT-Syndrom Typ 2, kurz LQT2, sind demnach nicht nur die Herzmuskelzellen elektrisch verändert. Auch sympathische Nervenzellen, die den Herzschlag unter anderem bei körperlicher oder emotionaler Belastung beschleunigen, können übererregt sein. Ihre Aktivität kann die Anfälligkeit des Herzens für Rhythmusstörungen nach Angaben der UMG zusätzlich erhöhen. Die Ergebnisse sind in der Fachzeitschrift „Nature Communications“ erschienen.

Gestörter Kaliumkanal

Bei der Erkrankung braucht der Herzmuskel nach jedem Herzschlag länger, um sich elektrisch wieder zu stabilisieren. In Stresssituationen können dadurch gefährliche Herzrhythmusstörungen ausgelöst werden. Das Long-QT-Syndrom kann verschiedene genetische Ursachen haben. Beim Typ 2 ist ein Kaliumkanal gestört, der dazu beiträgt, die elektrische Erregung der Herzmuskelzellen zu beenden.

Wie sich die genetische Veränderung auf den Herzmuskel auswirkt, ist bekannt. Unklar war laut UMG bislang, welchen Einfluss sie auf autonome Nervenzellen hat, die unter anderem den Herzschlag steuern.

Herz- und Nervenzellen im Gewebemodell

Um das zu untersuchen, entwickelte das Team ein menschliches 3D-Modell, in dem Herzmuskel- und sympathische Nervenzellen miteinander verbunden sind. Beide Zelltypen stellten die Forschenden aus menschlichen Stammzellen her. Die Nervenzellen bildeten feine Fasern, die in das Herzmuskelgewebe hineinwuchsen und dort Kontakt zu den Herzmuskelzellen aufnahmen. Wurden die Nervenzellen gezielt mit Licht aktiviert, veränderte sich die Schlagfrequenz des Gewebes.

Nervenzellen mit veränderten Kaliumkanälen zeigten eine erhöhte elektrische Erregbarkeit. Sie konnten die elektrische Stabilität des Herzgewebes auch dann beeinträchtigen, wenn sie mit gesunden Herzmuskelzellen kombiniert wurden.

Zwei Wirkstoffe, unterschiedliche Wirkung

Der Betablocker Propranolol konnte im Modell die Fehlaktivitäten, die durch die Aktivierung der Nervenzellen ausgelöst wurden, nicht verhindern. Der Wirkstoff Mexiletin, der Natriumkanäle blockiert, reduzierte sie dagegen. Betablocker gehören laut UMG zur Standardtherapie des LQT2, bieten aber nicht allen Betroffenen ausreichenden Schutz vor Herzrhythmusstörungen. Ob sich aus den Ergebnissen neue therapeutische Ansätze ergeben, muss in weiteren Untersuchungen geprüft werden.

„Die Ergebnisse liefern einen möglichen Hinweis darauf, dass bei Herzrhythmusstörungen aufgrund veränderter Kaliumkanäle nicht nur der Herzmuskel, sondern auch die elektrische Erregbarkeit der Nervenzellen berücksichtigt werden sollte“, sagt Maria-Patapia Zafeiriou. Sie hat seit Juni 2026 die Else Kröner Professur für Disease Modeling an der UMG inne und leitete das Forschungsteam, unterstützt von Prof. Dr. Wolfram-Hubertus Zimmermann, dem Direktor des Instituts für Pharmakologie und Toxikologie. Erstautoren der Studie sind Dr. Lennart Valentin Schneider, ehemaliger Doktorand, und Michael Gani Setya, Doktorand am Institut für Pharmakologie und Toxikologie.

Das Modell könnte nach Einschätzung von Zafeiriou künftig dazu beitragen, das Zusammenspiel von Herz und Nervensystem bei weiteren Erkrankungen besser zu verstehen und neue Wirkstoffe in einem menschlichen Gewebemodell zu untersuchen.