An der HNO-Klinik des Uniklinikums Würzburg wurde im Dezember dieses
Jahres dem ersten Patienten mit obstruktiver Schlafapnoe ein
Zungenschrittmacher implantiert. Das System sorgt dafür, dass dessen
Atemwege während des Schlafs offen bleiben.

Rund 3,7 Millionen Menschen in Deutschland leiden unter obstruktiver
Schlafapnoe. „Bei diesem Syndrom erschlafft die Zungenmuskulatur und das
umliegende Gewebe während des Schlafes“, erläutert Prof. Dr. Rudolf Hagen.
Der Direktor der Klinik und Poliklinik für Hals-, Nasen- und
Ohrenkrankheiten, plastische und ästhetische Operationen des Uniklinikums
Würzburg (UKW) fährt fort: „Dabei werden die oberen Atemwege verschlossen
und die Atmung setzt aus. Der daraus folgende Sauerstoffmangel führt unter
anderem zu häufigen Aufwachreaktionen während der Nacht.“
Als Standardtherapie können die Betroffenen eine spezielle Maske tragen,
die ihnen während des Schlafens kontinuierlich Umgebungsluft mit einem
leichten Überdruck zuführt. Bei diesem als CPAP (vom englischen
„Continuous Positive Airway Pressure“) bekannten Verfahren stabilisiert
der Überdruck das im Schlaf entspannte Gewebe im Nasen- und Rachenraum und
hält diesen offen.

Eine Alternative zur Therapie mit Maske

„Obwohl die CPAP-Masken in diversen Varianten zur Verfügung stehen, gibt
es eine beträchtliche Anzahl von Patienten, die diese Therapie aus
unterschiedlichen Gründen nicht tolerieren können oder wollen“, sagt Dr.
Philipp Schendzielorz, der Leiter des Schlaflabors des UKW. Für diese
Zielgruppe gibt es seit kurzem am Uniklinikum Würzburg mit dem
Zungenschrittmacher eine weitere Behandlungsoption: Am 14. Dezember dieses
Jahres implantierten Prof. Hagen und Dr. Schendzielorz dem ersten
Patienten der HNO-Klinik erfolgreich das innovative Gerätesystem. Der
eineinhalbstündige mikrochirurgische Eingriff bei dem 62-jährigen Mann
verlief ohne Komplikationen.

Elektrische Impulse im Atemrhythmus

Der Zungenschrittmacher besteht aus drei funktionalen, miteinander durch
Leitungen verbundenen Elementen, die alle nach der Implantation unter der
Haut getragen werden. Ein Sensor am Brustkorb erkennt den Atemrhythmus des
Patienten und gibt diesen an einen Neurostimulator mit integriertem
Generator weiter. Dieses Modul verarbeitet die Atemsignale und sendet im
passenden Takt elektrische Impulse an eine Stimulationselektrode, die auf
dem Unterzungen-Nerv (Hypoglossus-Nerv) platziert wurde. Die leichte
elektrische Anregung des Nervs aktiviert die Zungenmuskulatur, so dass die
Zunge nicht mehr zurückfallen kann.
Der Patient schaltet das System mit einer Fernbedienung per Knopfdruck vor
dem Zubettgehen ein und am Morgen nach dem Erwachen wieder aus. Über die
Fernbedienung lässt sich außerdem die Stärke der Stimulation vom Patienten
selbst regulieren.
„Bei unserem Pilotpatienten konnten wir bei einer intraoperativen
Stimulation sehr gut dokumentieren, dass der Atemweg durch die
Zungenbewegung nach vorne schön erweitert wird“, berichtet Prof. Hagen.
Nach einer Einheilungs- und Eingewöhnungsphase ist eine ärztliche
Feineinstellung des Systems erforderlich. Beim ersten Zungenschrittmacher-
Patienten des UKW findet diese im Januar 2019 im Schlaflabor statt.
Nach Herstellerangaben nehmen die Patienten die Stimulation in der Regel
nur gering oder gar nicht wahr. Für gewöhnlich werde ein leichtes Kribbeln
oder eine leichte Kontraktion der Zungenmuskulatur gefühlt. Die Batterie
des Generators hält normalerweise acht bis elf Jahre und muss dann mit
einer kurzen Operation ausgetauscht werden.

Bessere Lebensqualität bei reduzierten Gesundheitsgefahren

„Der Zungenschrittmacher ist eine geprüfte und sichere Behandlungsoption“,
sagt Dr. Schendzielorz. Nach seinen Worten profitieren die Implantatträger
nicht nur von einer nachhaltigen Reduktion der nächtlichen Atemaussetzer,
sondern auch von einer dauerhaft verbesserten Lebensqualität sowie
letztlich auch von einer höheren Lebenserwartung. „Bei unbehandelter
Schlafapnoe besteht ein stark erhöhtes Schlaganfall- und
Herzinfarktrisiko. Außerdem wächst bei einer verstärkten Tagesmüdigkeit
die Gefahr eines Sekundenschlafs am Steuer“, erläutert Dr. Schendzielorz.

Einziger Anbieter in Unterfranken

Die Klinik und Poliklinik für Hals-, Nasen- und Ohrenkrankheiten,
plastische und ästhetische Operationen des UKW ist die einzige Einrichtung
in Unterfranken, die diese Zungenschrittmacher-Therapie anbietet. Dass das
Interesse an dieser Lösung hoch ist, kann man unter anderem daran ablesen,
dass bereits am 17. Dezember dieses Jahres ein weiterer Patient am UKW
damit versorgt wurde.

Aktuelle Studie der Universität Hohenheim und ihrer Kooperationspartner
leistet Beitrag zum Verständnis von Autoimmunerkrankungen / Publikation in
Nature Communications

Ausschlag, Fieber, Gelenkschmerzen, Entzündungen im Darm – das „Familiäre
kälteinduzierte autoinflammatorische Syndrom“ (FCAS) ist zwar äußerst
selten, doch für die Betroffenen sehr belastend. Die Patienten weisen eine
Genmutation auf, wodurch die Funktion eines Proteins namens NLRP12 gestört
ist, das normalerweise Entzündungsprozessen entgegenwirkt. Soviel war
bereits bekannt. Doch nun haben Wissenschaftler der Universität Hohenheim
in Kooperation mit französischen Kollegen der Universität Sorbonne in
Paris, der Universität Orleans, dem Institut Pasteur in Lille sowie der
Universität Tübingen nachgewiesen, dass an dem Vorgang ein weiteres
Protein, das sogenannte NOD2, beteiligt ist – eine Erkenntnis, welche die
Forschung zu entzündlichen Darmerkrankungen ein wesentliches Stück
vorantreibt. Ihre Ergebnisse haben die Forscher jetzt im
Wissenschaftsjournal Nature Communications veröffentlicht:
https://doi.org/10.1038/s41467-018-07750-5

NOD2 spielt im Immunsystem eine wichtige Rolle: Das Protein erkennt
einerseits Fremdstoffe wie eingedrungene Bakterien oder Viren und
reguliert andererseits die Darmbakterien. „In unserer Arbeit konnten wir
feststellen, dass NOD2 durch das Protein NLRP12 beeinflusst wird“, erklärt
Prof. Dr. Thomas Kufer, Immunologe an der Universität Hohenheim.

Diese Erkenntnis sei neu: „Im gesunden Organismus wird NOD2 von NLRP12
abgebaut. Das fördert die Toleranz gegenüber Mikroorganismen, so dass die
nützlichen Darmbakterien nicht angegriffen werden. Dies können bestimmte
Krankheitserreger jedoch auch ausnutzen – die Gefahr einer Infektion mit
pathogenen Darmbakterien steigt.“

Wenn bei einer Mutation, wie im Falle der seltenen Erbkrankheit FCAS,
NLRP12 seine Funktion verliert, dann spricht der Organismus stärker auf
NOD2-Antworten an. Die Folge: Der Toleranzmechanismus funktioniert
schlechter. „Es entstehen Immunzellen, die verstärkt Entzündungen
hervorrufen können.“ Ein Effekt, der bei entzündlichen Darmerkrankungen
eine große Rolle spielt.

Baustein zum Verständnis entzündlicher Darmerkrankungen

Um diesen Zusammenhängen auf die Spur zu kommen, hat das Team um Prof. Dr.
Kufer an der Universität Hohenheim in vitro gearbeitet. Das heißt, die
Forscher setzten menschliche Zellkulturen aus der sogenannten HEK-293T-
Zelllinie ein, in denen sie die Funktion der untersuchten Proteine
analysierten.

Haupt-Koordinator der Studie war Dr. Mathias Chamaillard vom INSERM
(Institut national de la santé et de la recherche médicale) und dem
Institut Pasteur in Lille. In seiner Arbeitsgruppe wurden Versuche mit
gentechnisch veränderten Mäusen durchführt. Die Partner an der Sorbonne
und in Orleans haben Patientenkohorten zur Verfügung gestellt und die
Wissenschaftler der Universität Tübingen ihre Expertise in bakteriellen
Infektionen.

„Die Erkenntnisse, die wir aus unserer Studie gewonnen haben, sind von
medizinscher Relevanz. Auch zum Beispiel bei der entzündlichen
Darmerkrankung Morbus Crohn spielen sie eine wichtige Rolle“, betont Prof.
Dr. Kufer. „Wir hoffen, dass es zur Erklärung dieser Erkrankungen
beiträgt, wenn wir die Funktionsweise der beteiligten Proteine besser
verstehen. Nur so können wir neue Behandlungswege für diese Krankheiten
finden.“

HINTERGRUND: Menschliche Zellkulturen mit HEK-Zelllinien

HEK-Zellen sind menschliche embryonale Nierenzellen, das Kürzel HEK steht
für „Human Embryonic Kidney“. Sie werden seit Anfang der 1960er-Jahre
hergestellt. Die Zelllinie HEK-293T, die in dieser Studie von den
Hohenheimer Forschern eingesetzt wurde, entstand 1973 an der Universität
Leiden (Niederlande). Ihr wurde Fremd-Erbgut eingeführt, und so erhielten
die Zellen künstlich Charakteristika einer Krebszelle. In der Zellbiologie
sind sie, etwa zur Entwicklung von Virenimpfstoffen oder
Chemotherapeutika, weit verbreitet, da sie vergleichsweise leicht zu
kultivieren sind.

Aktuelle Publikation

S. Normand, N. Waldschmitt, A. Neerincx, J. Martinez-Torres, C. Chauvin,
A. Couturier-Maillard, O. Boulard, L. Cobret, F. Awad, L. Huot, A.
Ribeiro-Ribeiro, K. Lautz, R. Ruez, M. Delacre, C. Bondu, M. Guilliams, C.
Scott, A. Segal, S. Amselem, D. Hot, S. Karabina, E. Bohn, B. Ryffel, L.
F. Poulin, T. A. Kufer & M. Chamaillard (2018): Proteosomal degradation of
NOD2 by NLRP12 promotes bacterial tolerance and colonization by enteric
pathogens. Nature Communications,
https://doi.org/10.1038/s41467-018-07750-5