Aufbauend auf dem Erbe des Erfolgs

Die Aufgabe des National Heart, Lung, and Blood Institute (NHLBI) besteht darin, die öffentliche Gesundheit zu verbessern, indem Forschungsergebnisse im Bereich Herz, Lunge, Blut und Schlaf (HLBS) in eine verbesserte Krankheitsprävention und -behandlung umgesetzt werden. Das NHLBI baut auf einer Geschichte von Forschungsexzellenz auf, indem es einen strategischen Visionsprozess einleitet, um gemeinsam die größten ungedeckten Bedürfnisse in der HLBS-Forschung zu ermitteln. Unser Ziel ist es, alle Bereiche der NHLBI-Gemeinschaft einzubeziehen, um die dringendsten wissenschaftlichen Fragen unserer Zeit zu identifizieren – Fragen, die sich mit dringenden Herausforderungen für die öffentliche Gesundheit befassen, große technologische Fortschritte nutzen und mutige neue Ansätze verfolgen, die aufgrund ihres Umfangs und ihrer Komplexität über ein einzelnes Labor oder eine einzelne Organisation hinausgehen und die Führung des NHLBI erfordern (Abbildung 1). Die von Forschern initiierte Forschung (z. B. R01-Auszeichnungen) macht den größten Teil (∼80 %) des außeruniversitären Budgets des NHLBI aus. Wir haben die feste Absicht, unser hohes Engagement für die von Forschern initiierte Grundlagenforschung beizubehalten – sie hat für uns oberste Priorität. Dieser strategische Visionsprozess wird weitgehend unsere Investitionen beeinflussen, die sich auf vom Institut initiierte Ausschreibungen (z. B. Anträge; ∼20 % der außeruniversitären Forschungsmittel) konzentrieren, die als Katalysator für Untersuchungen in wichtigen, noch unerforschten wissenschaftlichen Bereichen dienen sollen. Der Strategic Visioning-Prozess wird die vom Institut initiierten Aktivitäten leiten, kann aber auch zusätzliche Erkenntnisse für individuelle, von Forschern initiierte Programme liefern.

Seit mehr als 60 Jahren hat die NHLBI-Gemeinschaft durch bahnbrechende Grundlagenforschung, bahnbrechende klinische Studien und bevölkerungsbasierte Kohortenstudien sowie innovative Maßnahmen zur Gesundheitserziehung und -verbreitung ein Erbe von Spitzenleistungen in der Forschung geschaffen. Im kardiovaskulären Bereich führte beispielsweise die Framingham Heart Study zur Entdeckung von Cholesterin als Hauptrisikofaktor für Herzkrankheiten.1

Die anschließende, vom NHLBI unterstützte Grundlagenforschung identifizierte Wege der Cholesterinsynthese, die den Weg für die Entwicklung von Statinen2 ebneten und wesentlich dazu beitrugen, dass die Zahl der koronaren Herzkrankheiten seit 1968 um 75 % zurückging.3,4 Heute werden mit Hilfe der Exom-Sequenzierungstechnologie seltene genomische Varianten identifiziert, z. B. im Apolipoprotein C3 (APOC3)-Gen, die zu niedrigeren Triglyceridwerten und einem geringeren Herzinfarktrisiko führen, was zur Entwicklung von Medikamenten der nächsten Generation führen könnte, die Herzerkrankungen wirksamer vorbeugen können.5 Spannende neue Technologien verändern auch die Art und Weise, wie wir diese Entdeckungen nutzen, um die Pathobiologie von Krankheiten aufzuhalten oder möglicherweise sogar umzukehren. So haben Forscher beispielsweise Nanopartikelträger aus Lipoproteinen hoher Dichte entwickelt, die Statine direkt an atherosklerotische Plaques abgeben und das Fortschreiten der Plaque hemmen oder ihre Rückbildung einleiten können.6

Auch die Lungenforschung trägt dazu bei, wissenschaftliche Fortschritte in eine bessere Gesundheit umzuwandeln. Die vom NHLBI unterstützte Forschung zur chronisch obstruktiven Lungenerkrankung (COPD), der dritthäufigsten Todesursache in den Vereinigten Staaten, hat effektiv zu einer verbesserten Lebensqualität geführt, die es den Patienten ermöglicht, aktiver zu bleiben und das Fortschreiten der Krankheit zu verlangsamen. Allerdings erkranken nicht alle Patienten, die ähnlichen Belastungen ausgesetzt sind, und die Variabilität der Krankheitsschwere und des Krankheitsverlaufs wirft eine Reihe unbeantworteter Fragen auf. Das NHLBI finanziert eine Reihe von Studien, um die Heterogenität, Anfälligkeit und das Fortschreiten der Krankheit besser zu verstehen. Dabei werden Genom-, Transkriptom-, Bildgebungs-, Mikrobiom-, Komorbiditäts- und Biomarkerdaten von einer großen Anzahl von Teilnehmern mit unterschiedlichem Krankheitsgrad und mendelscher Anfälligkeit für COPD analysiert. So haben Forscher kürzlich gezeigt, dass eine hochauflösende Computertomographie der Lunge die Identifizierung bestimmter Lungenpathologien erleichtern kann, lange bevor Symptome auftreten und irreversible Schäden entstanden sind.7 Durch die Integration dieser Daten lernen wir mehrere Subphänotypen der COPD kennen, die sowohl klinisch relevant zu sein scheinen als auch – im Falle einiger Cluster – mit bekannten genetischen Varianten in Verbindung stehen.8 Die Aufdeckung der genetischen und physischen Merkmale, die den verschiedenen Subtypen der COPD zugrunde liegen, könnte die Entwicklung gezielter, personalisierter und wirksamerer therapeutischer Maßnahmen im Frühstadium ermöglichen, um der chronischen Krankheit vorzubeugen.

Auch die Blutforschung hat die Lebenserwartung und Lebensqualität von Patienten mit hämatologischen Erkrankungen verbessert und die Sicherheit der Blutspende gewährleistet. Mit dem Aufkommen schneller und genauer Tests zum Nachweis übertragbarer Blutkrankheiten sind Bluttransfusionen für die Patienten sicher. Die Forschung im Bereich der Blutsysteme hat auch zu einem besseren Verständnis der durch Sepsis, Malaria und traumatische Verletzungen verursachten Gefäßverletzungen geführt. In bahnbrechenden klinischen Studien wurden Penicillin, Bluttransfusionen und Hydroxyharnstoff als wichtigste therapeutische Optionen für die Behandlung von SCD9 eingeführt, um die verheerenden Komplikationen dieser Krankheit zu lindern. Heute stehen wir mit der Entdeckung genetischer Regulatoren des fetalen Hämoglobins wie BCL11a, mit Gen-Editing-Techniken zur Korrektur der SCD-verursachenden Mutation und mit neuen Ansätzen der hämatopoetischen Stammzelltransplantation kurz vor einem Durchbruch, der neue therapeutische Optionen oder sogar eine Heilung für SCD bietet.

Trotz dieser großen Fortschritte stellen Herz-Kreislauf- und Atemwegserkrankungen immer noch eine große gesundheitliche und wirtschaftliche Belastung dar: Sie machen 41 % aller Todesfälle und drei der vier häufigsten Todesursachen in den Vereinigten Staaten aus.10,11 Bei Diagnose, Vorbeugung und Behandlung bestehen erhebliche gesundheitliche Ungleichheiten zwischen rassischen/ethnischen, alters- und geschlechtsspezifischen, sozioökonomischen und geografischen Gruppen.12 Bei der Umsetzung von Forschungsergebnissen in Produkte und Praktiken, die der Gesundheit der Bevölkerung zugute kommen könnten, gibt es beträchtliche Verzögerungen.13 Es gibt jedoch viele interessante Ansätze zur Überwindung dieser Herausforderungen – von der Entwicklung rigoroser Verbreitungs- und Umsetzungsforschungsansätze zur Verkürzung der Zeitspanne zwischen Evidenz und Praxis im klinischen und öffentlichen Gesundheitswesen über die Identifizierung neuartiger mehrstufiger Strategien zur Verbesserung der Versorgung in unterversorgten, gefährdeten Gemeinschaften bis hin zu Fortschritten in der reparativen Biologie, Gentherapie und Nanotechnologie, der zunehmenden Anwendung von Rechenleistung zur Durchführung systembiologischer Analysen und der Einführung elektronischer Krankenakten zur Erleichterung einer personalisierten, prädiktiven und präventiven klinischen Versorgung. Als öffentlicher Verwalter für die Förderung der biomedizinischen Forschung erkennt das NHLBI die Notwendigkeit an, vorausschauend zu handeln und diese wissenschaftlichen Fortschritte proaktiv zu nutzen und die Entwicklung anderer zu unterstützen, um Herausforderungen zu bewältigen und das Tempo der Forschungsumsetzung für eine maximale Wirkung auf die Patientenversorgung erheblich zu beschleunigen.