EU und Land Berlin fördern Forschungsverbund "VIRus detection in the heart by Next-Generation Sequencing (ViRGiS)" 2.0 (No. 10198831)

(*Pro FIT: Programm zur Förderung von Forschung, Innovationen und Technologien, Projektträger: Land Berlin, Senatsverwaltung für Wirtschaft, Energie und Betriebe, über die Investitionsbank Berlin (IBB))

Weltweit leben schätzungsweise 64,3 Millionen Menschen mit einer Herzinsuffizienz. In Deutschland sind etwa 4 Millionen Menschen von einer Herzmuskelschwäche betroffen. Die Infektion des Herzmuskels mit kardiotropen Viren ist die häufigste Ursache für Myokarditis und vor allem bei jungen Patienten für die Entstehung einer chronischen Herzmuskelschwäche verantwortlich. Bei etwa 5-10 Prozent aller viralen Infekte wird eine Herzmuskelbeteiligung angenommen. Eine Ko-Morbidität durch virale Infektion bei Herzinsuffizienz ist mit längeren Krankenhausaufenthalten und erhöhter Sterberate und somit mit einer gesteigerten Belastung des Gesundheitssystems verbunden. Unbehandelte oder persistierende virale Herzmuskelentzündung kann zu einer dilatativen Kardomyopathie, einer chronischen Erweiterung des Herzmuskels, die meist mit einer Herzinsuffizienz und folglich hoher Sterberate einhergeht, führen. Zusätzlich fördern u.a. das Wachstum der Weltbevölkerung, eine fortschreitende Erderwärmung und die zunehmende globale Mobilität die weltweite Verbreitung von Infektionserkrankungen. So hat die COVID-19-Pandemie, als größte globale Gesundheitskrise seit Jahrzehnten, die weltweite Bedeutung von Infektionserkrankungen und deren verheerende gesundheitliche und ökonomische Folgen in dramatischer Weise aufgezeigt.

Ein umfassender und exakter Erregernachweis in Herzmuskelproben ist von essentieller Bedeutung für die Patientinnen und Patienten, da eine Persistenz sowohl von Virus als auch von Entzündungsreaktionen mit einer erheblich verschlechterten Prognose einhergeht. Daher sollten Erreger im Herzmuskel zuverlässig erkannt werden, um die Patientinnen und Patienten frühzeitig einer spezifischen Therapie zuzuführen. Der Goldstandard zum Nachweis einer Infektion sowie einer Entzündung des Herzmuskels ist die EMB. Eine umfangreiche EMB-Diagnostik, bestehend aus histologischen und immunhistologischen Untersuchungen sowie molekularbiologischen Nachweisen kardiotroper Erreger, ist die Grundlage einer optimalen Therapie. Jedoch unterscheiden sich diagnostische und therapeutische Empfehlungen aufgrund fehlender weltweiter Leitlinien von Land zu Land erheblich. Die EMB-Rate liegt in Deutschland und vor allem weltweit dramatisch unter der medizinischen Notwendigkeit, auch aufgrund der fehlenden Guidelines.

Die EU (Europäischer Fonds für regionale Entwicklung, EFRE), das Land Berlin / IBB (ProFIT*) fördert den erfolgreichen Forschungsverbund, der sich aus dem RKI (PI: Prof. Dr. C.-Thomas Bock; Abt.1, FG15), der Charité-Universitätsmedizin Berlin (Abteilung für Kardiologie) und dem Institut Kardiale Diagnostik und Therapie (IKDT, Berlin) zusammensetzt. In dem vorigen ProFIT-geförderten Verbundprojekt konnten die Projektpartner bereits erfolgreich eine Next Generation Sequencing (NGS)-basierte Diagnostikplattform zum Nachweis neuer kardiotroper Erreger in Herzmuskelproben etablieren (ViRGiS). In dem neuen Projekt (ViRGiS2.0) wird diese Plattform um den Nachweis (1) viraler Transkripte und (2) klinisch relevanter Virusvarianten mittels innovativer "targeted Third Generation Sequencing" (3GS mittels MinION) Technik erweitert. Zudem wird (3) das Erregerspektrum um weitere kardiotrope Viren und Parasiten in einem metagenomischen Ansatz (mNGS) ergänzt. In einem zweiten Ansatz wird mit Hilfe von (4) Transkriptionsanalysen mittels NGS (RNAseq) die Abschätzung der Prognose sowie das Monitoring von Therapien anhand eines eigens entwickelten Genexpressionsprofils ermöglicht.

Der Einsatz moderner Sequenziertechnologien, wie mNGS und 3GS mittels MinION, wird die Verbesserung des Patientenmanagements und die Etablierung personalisierter Therapieoptionen erlauben. Die neuen Diagnostikmodule werden nach Projektabschluss für eine weltweit einzigartige Diagnostik von Herzmuskelbiopsien eingesetzt. Die Ergebnisse aus diesem Projekt sollen zudem in internationale Leitlinien für das Management von Patientinnen und Patienten mit Herzinsuffizienz einfließen und dazu beitragen, die hohe Mortalität dieser Erkrankung zu senken.

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