새로운 치료법을 찾기 위해 심장 세포 재생을 조사하는 연구

전 세계 주요 사망 원인 중 하나인 심부전을 겪게 되면, 환자 는 건강하고 기능하는 심장 세포를 잃기 시작합니다. 심부전은 한때 유연했던 심장 세포가 섬유질 세포로 변하여 더 이상 수축과 이완을 할 수 없게 만듭니다. 이러한 심장 세포의 경화는 심장 세포가 신체의 다른 부위로 혈액을 효과적으로 운반하는 능력을 저하시킵니다. 심장 세포는 재생될 수 없기 때문에, 환자는 예방적 치료나 대증적 치료를 포함한 회복까지 오랜 시간이 걸립니다.

그러나 일부 포유류는 심장 세포를 재생할 수 있지만, 이는 일반적으로 출생 직후 일정 기간 내에 발생합니다. 이를 바탕으로 마흐무드 살라마 아메드 박사와 국제 연구팀은 미국 식품의약국(FDA)의 승인을 받은 심장 세포 재생을 위한 새로운 치료제 또는 기존 치료법을 찾기 위한 연구를 완료했습니다.

"포유류의 심장 재생을 유도하는 FDA 승인 약물 식별"이라는 제목의 연구 논문은 Nature Cardiovascular Research 저널 에 게재되었습니다.

아메드는 "이 연구는 증상 치료가 아닌 재생 치료를 목표로 합니다."라고 덧붙였습니다.

텍사스 공과대학교 제리 H. 호지 약학대학의 약학 교수인 아메드는 UT 사우스웨스턴 메디컬센터에서 이 연구에 참여했습니다. 그는 현재 연구가 UT 사우스웨스턴 메디컬센터의 헤샴 사덱 박사 연구실에서 2020년에 수행한 연구 결과를 바탕으로 하고 있다고 밝혔습니다.

이 연구에서 연구진은 쥐가 Meis1과 Hoxb13이라는 두 전사 인자를 유전적으로 제거함으로써 실제로 심장 세포를 재생할 수 있음을 입증했습니다. 이 정보를 바탕으로 아메드와 그의 공동 연구진은 2018년 텍사스 대학교 사우스웨스턴 메디컬 센터에서 최신 연구를 시작했습니다. 그들은 아미노글리코사이드 계열의 두 항생제인 파로모마이신과 네오마이신을 사용하여 전사 인자(Meis1과 Hoxb13)를 표적으로 삼는 것으로 연구를 시작했습니다.

아메드는 "우리는 심장 세포의 내부 전사를 끄고 재생 능력을 회복시키는 억제제를 개발했습니다."라고 덧붙였습니다.

아메드는 파로모마이신과 네오마이신의 구조가 전사 인자인 Meis1에 결합하여 이를 억제할 수 있는 잠재력을 시사한다고 말했습니다. 이러한 결합이 어떻게 일어나는지 이해하기 위해 연구팀은 먼저 파로모마이신과 네오마이신의 분자 메커니즘을 규명하고 이들이 Meis1과 Hoxb13 유전자에 어떻게 결합하는지 알아내야 했습니다.

" 심근경색 이나 허혈을 앓고 있는 쥐를 대상으로 이 실험을 시작했습니다."라고 아메드는 설명했습니다. "파로모마이신과 네오마이신 두 약물 모두 상승적으로 작용하여 박출률(심장이 수축할 때마다 심장에서 빠져나가는 혈액의 비율)을 증가시켜 심실(심장의 방)의 수축력을 크게 향상시켰습니다. 이로 인해 심박출량이 증가하고 심장에 형성되고 있던 섬유성 흉터가 감소했습니다."

연구팀은 버밍엄 앨라배마 대학교 과학자들과 협력하여 심근경색 돼지에게 파로모마이신과 네오마이신을 투여했습니다. 그 결과, 심근경색 돼지에게 파로모마이신과 네오마이신을 투여했을 때 수축력, 박출률, 그리고 전반적인 심박출량이 향상되는 것을 확인했습니다.

향후 연구에서 아메드는 파로모마이신과 네오마이신의 결합 프로파일을 두 개가 아닌 하나의 분자로 결합하는 데 관심을 두고 있습니다. 그는 성공한다면 새로운 분자가 항생제 내성과 관련된 원치 않거나 잠재적으로 원치 않는 효과를 피할 수 있을 것이라고 말했습니다.

"Meis1과 Hoxb13을 표적으로 하는 새로운 합성 저분자 화합물을 개발하고 싶습니다."라고 아메드는 말했다. "돼지를 대상으로 독성학 연구를 계속할 계획입니다. 그리고 이 연구가 인간 임상 시험으로 이어지는 계기가 되기를 바랍니다."

"좋은 소식은 안전성이 확립되고 부작용이 잘 알려진 FDA 승인 약물을 여러 개 사용하고 있다는 것입니다. 덕분에 신약 연구 승인 절차 중 일부를 건너뛸 수 있습니다. 약물 재창출의 장점은 바로 더 빨리 임상에 진입하여 생명을 구할 수 있다는 것입니다."