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Atriale and ventrikuläre Pulsed field ablation im experimentellen Tiermodell, korreliert zu klinischen Biomarker-Daten: Gewebespezifität und Bildung der Ablationsläsionen über einen Zeitraum von 8 Wochen

Antragsteller Dr. Moritz Nies
Fachliche Zuordnung Kardiologie, Angiologie
Förderung Förderung von 2023 bis 2024
Projektkennung Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 523496205
 
Erstellungsjahr 2025

Zusammenfassung der Projektergebnisse

Die Katheterablation von Herzrhythmusstörungen gehört zu den wichtigsten Bestandteilen in der Therapie von Arrhythmien. Konventionelle thermale Ablationsmethoden sind mit dem Risiko schwerer Komplikationen wie atrio-ösophagealen Fisteln verbunden. Pulsed field ablation (PFA) ist eine neuartige, überwiegend nichtthermische Energiequelle, die eine gewisse Gewebespezifität bietet. Die daraus resultierenden Sicherheitsvorteile haben zu einer schnellen Implementierung von PFA in die klinische Praxis für die Ablation von atrial Arrhyhtmien geführt. Dennoch haben die aktuellen Designs und Applikationsformen mehrere Einschränkungen, die weitere Entwicklung erfordern: • Das am häufigsten verwendete Pentaspline-PFA-System verfügt nicht über Mapping-Fähigkeiten, was nur durch den Einsatz zusätzlicher Mapping-Katheter kompensiert werden kann. Außerdem sind mehrere PFA-Applikationen erforderlich, um die elektrische Isolation einer Pulmonalvene (PVI) zu erreichen. Die Größe des Ablationskatheters bringt außerdem Einschränkungen in der Manövrierfähigkeit mit sich, insbesondere wenn die Ablation über eine PVI hinausgeht. • PFA-spezifische Komplikationen wie Spasmus von Koronararterien und Hämolyse wurden nach Ablation mit dem Pentaspline-PFA-Systems berichtet. Es ist wichtig zu untersuchen, ob diese neuen Komplikationen durch Änderung der Applikationsform oder des Katheterdesigns besser kontrolliert werden können. • Aktuelle PFA-Systeme sind für die Ablation von atrialem Myokard optimiert. Die Ablation des ventrikulären Myokards ist deutlich anspruchsvoller, da die Herzkammern eine komplexe Anatomie mit beweglichen intrakavitären Strukturen aufweisen. Zudem sind die Ventrikelwände wesentlich dicker als die Vorhöfe, was das Erreichen effektiver Ablationsläsionen erschwert. In diesem präklinischen Forschungsprojekt wurden neue Katheterdesigns und PFA-Applikationsformen für endokardiale PFA sowohl im Vorhof- als auch im Ventrikelmyokard untersucht. Insbesondere haben wir ein neuartiges Ablationssystem evaluiert, das elektrische Pulse von im Nanosekunden-Bereich zur Ablation verwendet. Die kürzere Pulsdauer im Vergleich zu den bisher bekannten Systemen (Pulse im Mikrosekunden-Bereich) zeigte vielversprechende Ablationstiefen und ermöglichte PVI mit weniger, oft sogar mit einzelnen Applikationen. Mehrere andere Systeme werden derzeit untersucht, darunter ein fokaler Ablationskatheter, der hohe Feldstärken und eine neue „field-bending“-Technologie zur Optimierung der Ablationsläsionen verwendet, sowie ein Ballonsystem für „Single-Shot“-PVI. Weitere Ergebnisse sind jedoch aktuell noch nicht veröffentlicht und proprietär. Desweiteren wurden neue Strategien zur Überwindung der wichtigsten Limitationen für ventrikuläre PFA erforscht. Mit einem großen, fokalen Katheter wurde die Ablation von beweglichen intrakavitären Strukturen erfolgreich durchgeführt und zeigte vielversprechende Ergebnisse. Mit bipolarer PFA (unter Verwendung von zwei Ablationskathetern) konnten transmurale Ablationsläsionen mit einer Tiefe von über 20 mm erzeugt werden. Soweit uns bekannt ist, sind dies die tiefsten bisher berichteten Ablationsläsionen, die mit PFA erreicht wurden. Einer der Hauptvorteile von PFA gegenüber thermalen Ablationsmethoden ist die Sicherheit in Bezug auf den Ösophagus. Thermale Verletzungen des Ösophagus nach einer Ablation können zur Bildung von atrioösophagealen Fisteln führen, was eine tödliche und gefürchtete Komplikation darstellt. Auch nach der Behandlung von über 50.000 Patienten mit dem Pentaspline-PFA-System gab es keine klinischen Berichte über ösophageale Schäden oder atrioösophageale Fisteln. Der genaue Mechanismus hinter dieser scheinbaren Schonung des Ösophagus wurde jedoch noch nicht untersucht. In einer separaten präklinischen Studie konnte im Rahmen dieses Projektes gezeigt werden, dass nach PFA tatsächlich Effekte am Ösophagus auftreten, aber die Schonung der extrazellulären Matrix eine vollständige Heilung im Laufe der Zeit ermöglicht.

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