Forscher des Massachusetts Institute of Technology (MIT) haben einen tragbaren Herzschrittmacher entwickelt, der den Herzrhythmus von außen per Ultraschall steuert. In Versuchen mit Ratten habe das System den Herzschlag ohne implantierte Elektroden gesteuert, teilte das MIT mit. Die Studie erschien am Dienstag im Fachjournal Nature Biomedical Engineering.

Pflaster mit Ultraschallwandlern

Das Gerät besteht laut MIT aus einem briefmarkengroßen Pflaster mit eingebauten Ultraschallwandlern sowie einem taschengroßen Steuergerät mit Batterie und Elektronik. Das Pflaster hafte über ein spezielles Hydrogel auf der Haut und lasse die Schallwellen ungehindert ins Gewebe eindringen.

Damit die Herzzellen auf den Ultraschall reagieren, setzten die Forscher auf einen Ansatz, den sie als Sonogenetik bezeichnen. Dabei werden die Zellen genetisch so verändert, dass sich bestimmte Ionenkanäle bei Beschallung leichter öffnen und Kalzium einströmen kann, was den Herzschlag auslöst. „Diese Kanäle können den Ultraschall nun besser hören“, erklärte Erstautor Chen Gong.

Tests an Ratten und Schweineherzen

In den Tierversuchen konnten die Forscher nach eigenen Angaben verschiedene Herzkammern gezielt ansteuern. Auch Herzrhythmusstörungen ließen sich im Rattenmodell beheben. Die Langzeitsicherheit sei über acht Monate im Alltag der Tiere geprüft worden, heißt es in der Studie. Erste Tests an isolierten Schweineherzen sollen zeigen, ob sich das Verfahren auf die Größe eines menschlichen Herzens übertragen lässt.

Für eine klinische Anwendung am Menschen wäre laut Gong eine einmalige Injektion nötig, die als Gentherapie die Herzzellen für den Ultraschall empfindlich macht. Gentherapien sind in den USA unter anderem für bestimmte Erbkrankheiten zugelassen.

Ko-Autor Gengxi Lu verwies darauf, dass herkömmliche implantierte Schrittmacher zwar etabliert seien und Millionen Leben gerettet hätten, aber stets in direkten Kontakt mit dem schlagenden Herzen träten. Allein in den USA tragen nach MIT-Angaben rund drei Millionen Erwachsene einen solchen Schrittmacher.