수명연장: 새로운 유전자 치료법으로 심부전을 역전시킨다.

 

이 치료법은 심장이 펌핑할 수 있는 혈액의 양을 늘리고 생존율을 극적으로 개선하는데, 결과를 설명하는 논문에서는 이를 "심장 기능의 전례 없는 회복"이라고 부른다.

현재 심부전은 돌이킬 수 없다. 심장 이식이 없는 경우 대부분의 의료 치료는 심장에 가해지는 스트레스를 줄이고 종종 치명적인 질병의 진행을 늦추는 것을 목표로 한다.

하지만 유전자 치료법이 향후 임상 시험에서 유사한 결과를 보인다면, 결국 심부전을 앓게 될 오늘날 살아있는 4명 중 1명의 심장을 치료하는 데 도움이 될 수 있다.

이 결과는 npj Regenerative Medicine에 게재되었다.

 

‘밤과 낮’

연구원들은 심장 브리징 통합자 1(cBIN1)이라는 중요한 심장 단백질을 회복하는 데 집중했다. 그들은 심부전 환자의 cBIN1 수치가 낮다는 것을 알고 있었으며, 수치가 낮을수록 중증 질환의 위험이 더 크다는 것을 알고 있었다.

유타 대학교의 노라 에클스 해리슨 심혈관 연구 및 훈련 연구소(CVRTI) 소장이자 이 연구의 공동 수석 저자인 로빈 쇼는 “cBIN1이 낮으면 환자가 잘 지내지 못할 것이다.”라고 말한다. “‘돌려주면 어떻게 될까?’라고 말하는 데 로켓 과학자는 필요하지 않다.”

 

 

심부전의 경우 cBIN1 수치를 높이기 위해 연구원들은 유전자 요법에 일반적으로 사용되는 무해한 바이러스를 사용하여 심장 세포에 cBIN1 유전자의 추가 사본을 전달했다. 그들은 심부전이 있는 돼지의 혈류에 바이러스를 주입했다. 바이러스는 혈류를 통해 심장으로 이동하여 심장 세포에 cBIN1 유전자를 전달했다.

 

이 심부전 모델의 경우, 심부전은 일반적으로 몇 달 이내에 사망으로 이어진다. 그러나 심장 세포에 유전자 요법을 받은 돼지 4마리는 모두 연구의 종료 시점인 6개월 동안 생존했다.

중요한 점은 이 치료가 단순히 심부전 악화를 막는 데 그치지 않았다는 것이다. 심장 기능의 핵심 척도 중 일부는 실제로 개선되어 손상된 심장이 스스로 회복되고 있음을 시사했다.

 

쇼는 기존 손상의 이런 종류의 역전은 매우 이례적이라고 강조한다.

"심부전 연구의 역사에서 이와 같은 효능을 본 적이 없다."라고 쇼가 말한다. 심부전에 대한 이전 시도된 요법은 심장 기능을 5-10% 정도 개선한 것으로 나타났다. cBIN1 유전자 요법은 기능을 30% 개선했다. 쇼는 "밤과 낮과 같다."라고 덧붙인다.

 

치료된 심장의 혈액 펌핑 효율성은 심부전의 심각성을 측정하는 주요 척도이며, 시간이 지남에 따라 완전히 건강한 수준으로는 아니지만 건강한 심장의 수준으로 증가했다. 심장은 또한 덜 확장되고 덜 얇아져 비부전 심장의 모양에 더 가깝다.

 

실험 내내 유전자 이식 동물이 심부전으로 이어진 것과 동일한 수준의 심혈관 스트레스를 경험했음에도 불구하고, 이 치료는 심장 박동당 펌핑되는 혈액량을 완전히 정상 수준으로 회복시켰다.

 

 

"동물이 여전히 심부전을 유발하기 위해 심장에 스트레스를 받고 있지만, 치료를 받은 동물의 경우 심장 기능이 회복되었고 심장이 안정화되거나 수축되는 것을 보았다." 유타 대학교 약리학 및 독성학 조교수이자 CVRTI 연구원이자 이 연구의 공동 수석 저자인 팅팅 홍이 말했다. "우리는 이것을 역 리모델링이라고 부른다. 정상적인 심장이 어떻게 생겼는지로 돌아가는 것이다."

 

치료 가능성의 잠재력

연구원들은 cBIN1이 심장 기능을 회복하는 능력이 심장 근육 기능에 중요한 다른 많은 단백질과 상호 작용하는 스캐폴드로서의 위치에 달려 있다고 생각한다.

CVRTI의 조교수이자 이 연구의 첫 번째 저자인 징 리는 "cBIN1은 실제로 여러 하위 단백질을 조절하는 중앙 신호 허브 역할을 한다."라고 말한다. cBIN1은 나머지 심장 세포를 구성함으로써 심장 세포의 중요한 기능을 회복하는 데 도움이 된다.

징 리는 "cBIN1은 여러 신호 전달 경로에 이점을 제공한다."라고 덧붙였다.

 

실제로 유전자 치료는 심장 세포와 단백질을 더 잘 구성하여 미시적 수준에서 심장 기능을 개선하는 것으로 보였다. 연구원들은 cBIN1이 심장 세포 구조의 마스터 조절자로서의 역할을 통해 cBIN1 유전자 치료가 성공하고 심장 근육 자체를 표적으로 삼는 심부전 치료의 새로운 패러다임을 도입하는 데 도움이 되기를 바란다.

 

업계 파트너인 TikkunLev Therapeutics와 함께 이 팀은 현재 인간에게 사용하기 위해 유전자 치료법을 조정하고 있으며 2025년 가을에 인체 임상 시험에 대한 FDA 승인을 신청할 계획이다. 연구원들은 지금까지의 결과에 대해 기대하고 있지만, 이 치료법은 아직 독성학 테스트와 기타 안전 조치를 통과해야 한다. 그리고 많은 유전자 치료법과 마찬가지로, 이 치료법을 운반하는 바이러스에 대한 자연 면역을 얻은 사람들에게 효과가 있을지 여부는 아직 알 수 없다.

 

하지만 연구원들은 낙관적이다. 홍은 "인간 생리학에 매우 가까운 대형 동물 데이터를 보면 생각이 든다."라고 말한다. "600만 명 이상의 미국인에게 영향을 미치는 이 인간 질병은 우리가 치료할 수 있는 무언가일지도 모른다."

 

 

이 연구에 대한 자금은 미국 국립보건원과 노라 에클스 트레드웰 재단에서 지원했다. 내용은 전적으로 저자의 책임이며 반드시 미국 국립보건원의 공식 견해를 나타내는 것은 아니다.

출처: 유타 대학교