새로운 치료법을 찾기 위해 심장 세포 재생을 조사하는 연구

환자가 전 세계 주요 사망 원인 중 하나인 심부전을 경험하면 건강하고 기능하는 심장 세포가 잃기 시작합니다. 심부전으로 인해 한때 유연했던 세포가 더 이상 수축하거나 이완할 수 없는 섬유질 세포로 변하게 됩니다. 이러한 심장 세포의 경화는 혈액을 인체의 나머지 기관으로 효과적으로 운반하는 능력을 손상시킵니다. 사람들은 이러한 심장 세포를 재생할 수 없기 때문에 환자는 예방 또는 대증 치료를 포함하여 회복하기까지 긴 여정에 직면하게 됩니다.

그러나 일부 포유류는 심장 세포를 재생할 수 있지만 이는 일반적으로 출생 직후 일정 기간에 걸쳐 발생합니다. 이를 바탕으로 Mahmoud Salama Ahmed 박사와 국제 연구진은 이전에 미국 식품의약국(FDA)에서 심장 세포 재생을 위해 승인한 새로운 치료제 또는 기존 치료법을 확인하기 위한 연구를 완료했습니다.

그들의 연구인 '포유류에서 심장 재생을 유도하는 FDA 승인 약물 식별'이 Nature Cardiovasive Research에 게재되었습니다.

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

텍사스 공과대학교 Jerry H. Hodge 약학대학의 제약학 교수인 Ahmed는 텍사스 대학교 Southwestern Medical Center에서 이 연구를 수행했습니다. 그는 이번 연구가 UT Southwestern Medical Center의 Hesham Sadek, MD 연구실에서 진행된 2020년 연구 결과를 기반으로 한다고 말했습니다.

그 연구에서 연구자들은 Meis1과 Hoxb13이라는 두 가지 전사 인자가 유전적으로 삭제되었을 때 생쥐가 실제로 심장 세포를 재생할 수 있음을 입증했습니다. 이 정보를 바탕으로 Ahmed와 그의 공동 저자는 2018년 텍사스 대학교 Southwestern Medical Center에서 최신 연구를 시작했습니다. 그들은 두 가지 아미노글리코사이드 항생제인 파로모마이신과 네오마이신을 사용하여 전사 인자(Meis1 및 Hoxb13)를 표적으로 삼는 것부터 시작했습니다.

“우리는 내부 전사를 차단하고 심장 세포의 재생 능력을 회복시키는 억제제를 개발했습니다.”라고 Ahmed는 덧붙였습니다.

Ahmed는 파로모마이신과 네오마이신의 구조가 Meis1 전사 인자에 결합하여 이를 억제할 가능성이 있음을 나타낸다고 말했습니다. 이러한 결합이 어떻게 발생하는지 이해하기 위해 팀은 먼저 파로모마이신과 네오마이신의 분자 메커니즘과 이들이 Meis1 및 Hoxb13 유전자에 결합하는 방식을 밝혀야 했습니다.

“우리는 심근경색이나 허혈을 앓고 있는 쥐를 대상으로 이를 테스트하기 시작했습니다."라고 Ahmed는 설명했습니다. "우리는 두 약물(파로모마이신 및 네오마이신)이 시너지 효과를 발휘하여 박출률(각 수축 시 심장에서 나가는 혈액의 비율)을 증가시켜 심실(심장 방)의 수축성이 크게 향상된다는 사실을 발견했습니다. 이로 인해 심박출량이 증가하고 심장에 형성된 섬유성 흉터를 줄였습니다."

팀은 버밍엄에 있는 앨라배마 대학의 과학자들과 협력하여 심근경색으로 고통받는 돼지에게 파로모마이신과 네오마이신을 투여했습니다. 그들은 심근경색을 앓고 있는 돼지에게 파로모마이신과 네오마이신을 투여했을 때 수축성, 박출률 및 심박출량이 전반적으로 개선되었다는 사실을 발견했습니다.

향후 연구에서 Ahmed는 파로모마이신과 네오마이신의 결합 프로필을 두 개가 아닌 하나의 분자로 결합하는 데 관심이 있습니다. 만약 성공한다면, 그는 새로운 분자가 항생제 내성과 관련된 원치 않거나 잠재적으로 원치 않는 영향을 피할 수 있다고 말했습니다.

"우리는 Meis1과 Hoxb13을 표적으로 하는 새로운 합성 소형 분자를 만들고 싶습니다."라고 Ahmed가 말했습니다. "우리는 독성학 연구와 관련하여 돼지를 대상으로 한 연구를 계속하고 싶습니다. 앞으로 이것이 인간을 대상으로 한 임상 시험의 소개가 되기를 바랍니다.

"좋은 소식은 안전성 프로필이 확립되고 부작용이 잘 알려진 여러 가지 FDA 승인 약물을 사용하므로 연구 중인 신약에 대한 일부 승인 단계를 우회할 수 있다는 것입니다. 이것이 바로 약물 용도 변경의 장점입니다. 병원에 더 빨리 도착하여 생명을 구할 수 있습니다."