Neuer Therapieansatz bei Multiorganversagen auf der Intensivstation

 
Die moderne Medizin kann heute Menschenleben erhalten und Eingriffe vornehmen, die noch vor wenigen Jahrzehnten undenkbar waren. Viele ernste Erkrankungen, die früher unweigerlich zum Tod geführt hätten, lassen sich inzwischen behandeln. Doch auch mit fortschrittlichen Behandlungsmethoden gibt es Herausforderungen in der Intensivmedizin. Dazu gehört die schwerwiegende Sepsis (Blutvergiftung), die als Folge einer Infektion, aber auch nach einer Routine-OP entstehen kann.

Wenn der Organismus bei einer schweren Infektion oder nach einem chirurgischen Eingriff die Kontrolle über seine inneren Abläufe verliert, beginnt oft der Prozess des sogenannten Multiorganversagens. Dabei gerät zunächst meist eine einzelne Funktion aus dem Gleichgewicht: Die Niere kann beispielsweise Stoffwechselprodukte nicht mehr ausreichend ausscheiden, die Leber verliert ihre Entgiftungsleistung oder die Lunge kann Kohlendioxid nicht mehr abgeben. In der Folge verändert sich das innere Milieu des Körpers und es werden weitere Organe in Mitleidenschaft gezogen. Es kommt zu einer Anreicherung der Giftstoffe, der Säure-Basen-Haushalt gerät in ein Ungleichgewicht und das Blut übersäuert (Azidose). Dies ist vergleichbar mit einer Reihe von Dominosteinen. Kippt der erste Stein, setzt sich die Bewegung unweigerlich fort. Jedes weitere Organ, das aus der Balance gerät, belastet die verbleibenden Funktionen zusätzlich, bis schließlich der gesamte Organismus in eine kritische Notlage gerät, die trotz einer Intensivbehandlung zum Tod führen kann.

• Dr. Claus Jessen, ADVITOS GmbH, München
  (Sprecher des Teams)
• Dr. Tobias Bingold, ADVITOS GmbH, München
• Christoph Hüßtege, ADVITOS GmbH, München
   

Dieser intensivmedizinischen Herausforderung haben sich die Forscher von der ADVITOS GmbH in München gestellt. An der interdisziplinären Schnittstelle von Medizin, Biochemie und Ingenieurswissenschaften haben die Forscher ein System entwickelt, das die Behandlung von Multiorganversagen verändert. Ihr Ansatz nimmt dabei nicht die Unterstützung isolierter Organe in den Blick, sondern die Stabilisierung eines komplexen biologischen Systems. Die zentrale Frage lautet nicht mehr: Wie lassen sich einzelne Organfunktionen durch separate Entgiftungstherapien ersetzen? Stattdessen geht es darum, eine integrierte Entgiftung aller relevanten Organe zu ermöglichen und dabei das notwendige empfindliche innere Milieu zu erhalten, um so weitere Organschäden zu verhindern.

Die Intensivmedizin verfügt über eine Vielzahl klassischer Verfahren, um individuelle Organfunktionen zu unterstützen. Dialyse ersetzt Aufgaben der Niere und entfernt wasserlösliche Stoffwechselprodukte aus dem Blut. ECMO-Systeme und Herz-Lungen-Maschinen können vorübergehend die Funktionen von Lunge oder Herz übernehmen. Andere Verfahren unterstützen die Entgiftungsfunktion der Leber, indem sie bestimmte Toxine aus dem Blut entfernen. Gemeinsam ist all diesen Technologien, dass sie jeweils ein einzelnes Organ adressieren. Intensivpatienten werden häufig zum Schnittpunkt mehrerer Maschinen, die parallel arbeiten, aber nicht auf die Stabilisierung des Gesamtsystems ausgerichtet sind. An dieser Stelle setzt die ADVOS-Therapie an. ADVOS steht für Advanced Organ Support und verfolgt einen integrierten Ansatz. Die Technologie versucht nicht, beeinträchtigte Organfunktionen einzeln zu stützen, sondern neben der Entgiftungsleistung auch die physiologischen Bedingungen wiederherzustellen.

Den Ausgangspunkt für diese Entwicklung legte der leider 2022 verstorbene Nephrologe PD Dr. Bernhard Kreymann bereits im Jahr 1995. Seine Idee: die natürlichen Entgiftungsmechanismen der menschlichen Leber für ein effektives Leberunterstützungsverfahren nutzbar zu machen. Anders als die Niere, die wasserlösliche Stoffe aus dem Blut filtert, erfasst die Leber auch an Eiweiße gebundene Giftstoffe. Man spricht dabei von proteingebundenen Toxinen. Für eine versagende Leber standen lange nur begrenzte Behandlungsmöglichkeiten zur Verfügung, denn die Leberentgiftung ist äußerst komplex. Verfügbare Verfahren basieren aktuell überwiegend darauf, Giftstoffe direkt oder indirekt an künstliche Adsorber zu binden. Dabei werden jedoch auch wichtige Stoffe aus dem Blut abgezogen, sodass die Leberentgiftung neue Nebenwirkungen mit sich bringt. Es fehlte bislang ein Ansatz, der die körpereigene Funktion der Leber schonender und präziser nachbildet. Deshalb rückte Albumin in den Mittelpunkt der Funktionsweise des innovativen Verfahrens. Albumin ist das häufigste Bluteiweiß im Körper und dient als Transportmolekül für zahlreiche Substanzen. Es kann nur vom Körper selbst hergestellt werden und ist damit ein wertvoller Blutbestandteil. Deshalb wird bei dem von den Nominierten entwickelten System ein albuminhaltiges Dialysat (Blutreinigungsflüssigkeit) eingesetzt. Das Blut des Patienten wird außerhalb des Körpers über eine Membran mit diesem Dialysat in Kontakt gebracht. Die proteingebundenen Giftstoffe im Blut können bei der Passage durch die Membran auf das Albumin im Dialysat übergehen und anschließend entfernt werden. 
Die kontinuierliche Aufreinigung des Albumins im Dialysat erfolgt dann in einem zweiten Kreislauf durch eine gezielte Anpassung von pH-Wert und Temperatur – ganz ohne künstliche Adsorber, wie sie bei anderen Verfahren erforderlich sind.

Während die ersten Arbeiten darauf abzielten, die Entgiftungsfunktion der Leber außerhalb des Körpers nachzubilden, zeigte sich immer deutlicher, wie sehr Intensivpatienten von einer systemischen Unterstützung mehrerer Organe gleichzeitig profitieren, die über ein einziges Gerät abgebildet und gesteuert werden kann. Patientinnen und Patienten mit Leberversagen leiden häufig gleichzeitig unter Störungen der Nierenfunktion, einer eingeschränkten Fähigkeit, Kohlendioxid in der Lunge abzuatmen oder schweren Störungen des Säure-Basen-Haushalts. Die Entwickler erweiterten die Technologie daher konsequent. Aus einem Verfahren zur Blutreinigung entstand ein System, das mehrere lebenswichtige Regulationsmechanismen gleichzeitig unterstützen kann und den Organen das Milieu anbietet, in dem sie bestmöglich regenerieren können.

Durch die Weiterentwicklung gibt es nun ein geschlossenes Kreislaufsystem, in dem die giftstoffbindende Flüssigkeit kontinuierlich regeneriert und erneut eingesetzt wird. Über getrennte Teilkreisläufe lassen sich unterschiedliche Stoffgruppen gezielt lösen und entfernen. Dies war mit der bisherigen Albumindialyse nicht möglich. Gleichzeitig ermöglicht das System eine aktive Steuerung des Säure-Basen-Haushalts. Dies ist für die Intensivmedizin besonders relevant, da sich der pH-Wert des Blutes unter normalen Bedingungen in einem engen Bereich bewegt. Bei schweren Infektionen oder in Folge großer chirurgischer Eingriffe kann dieses Gleichgewicht verloren gehen. Das neu entwickelte System adressiert diese Störungen in ihrer Gesamtheit. Es entfernt nicht nur wasserlösliche und proteingebundene Toxine, sondern unterstützt auch die Elimination von Kohlendioxid aus dem Blut und die gezielte Stabilisierung des Säure-Basen-Haushalts.

Die besondere Bedeutung der neuen Technologie liegt daher nicht allein darin, mehrere Funktionen in einem Gerät zusammenzuführen. Sie verändert zugleich die Perspektive auf die Behandlung kritisch kranker Menschen. Die Intensivmedizin hat über Jahrzehnte hochspezialisierte Verfahren für einzelne Organfunktionen hervorgebracht. Multiorganversagen erfordert jedoch eine ganzheitliche, systemische und patientenindividuelle Stabilisierung des Organismus. Das System ermöglicht, die physiologischen Voraussetzungen wiederherzustellen, unter denen der Körper seine Stabilität zurückgewinnen kann.

Für Patientinnen und Patienten bedeutet dies vor allem eines: Zeit. Zeit zur Stabilisierung in einer lebensbedrohlichen Schocksituation und damit Zeit, um Reparaturmechanismen im Körper wieder aktivieren zu können. Für das Behandlungsteam bedeutet dies Zeit für weitere therapeutische Entscheidungen und mehr Zeit für die Versorgung dieser kritisch kranken Patienten durch den Einsatz weniger Geräte. Eingesetzt wird die Therapie unter anderem bei Multiorganversagen, das infolge eines septischen oder kardiogenen Schocks auftreten kann, akutem Nieren- und Leberversagen sowie schweren Störungen des Säure-Basen-Haushalts. Sie kann als Eskalationstherapie genutzt werden, wenn konventionelle Maßnahmen nicht mehr ausreichen, oder als Brückentherapie in kritischen Situationen.

Bereits heute wird die Therapie in mehr als 30 Intensivstationen in Kliniken in Deutschland und Österreich eingesetzt und es wurden mehr als 11.500 Behandlungen durchgeführt. Die Bedeutung ist weitreichend, denn kritische Zustände betreffen nicht etwa nur hochbetagte Menschen. Patientinnen und Patienten jeden Alters können nach schweren Infektionen, Unfällen oder Komplikationen in eine Situation geraten, in der Stunden über ihr Überleben entscheiden.

Dort, wo bislang eine oft tödliche Dominokette ihren Lauf nahm, eröffnet die Innovation des Teams nun die Chance, sie zu stoppen – und damit mehr Menschen die Rückkehr in ihr Leben zu ermöglichen.