미국 애리조나 주 투손에 있는 심장전문병원 사버심장센터(Sarver Heart Center)의 의사-과학자 공동 연구팀은 인공 심장 환자 중 일부가 심장 근육을 재생할 수 있다는 사실을 발견했으며, 이는 심부전을 치료하고 언젠가는 완치할 수 있는 새로운 방법을 열어줄 수 있다는 사실을 발견했다. 이 결과를 저널 서큐레이션(Circulation)에 게재했다.

질병통제예방센터에 따르면 심부전은 미국 성인 약 700만 명에게 영향을 주고 있으며 매년 사망자의 14%를 차지하는 심각한 질병이다. 심부전을 근본적으로 치료할 방법은 없지만 약물로 진행을 늦출 수 있다. 이식 외에 진행된 심부전에 대한 유일한 치료법은 좌심실 보조 장치라고 하는 인공 심장을 통한 펌프 교체로, 심장이 혈액을 펌핑하는 데 도움을 줄 수 있다.

"골격근은 부상 후 재생하는 상당한 능력이 있습니다. 축구하다가 근육이 찢어지면 휴식을 취하면 시간이 지나면서 회복됩니다. 그러나 심장근이 다치면 다시 자라지 않습니다. 심장근 손실을 되돌릴 방법은 없습니다." U of A 의과대학-투산 의과대학 심장학과장인 사버 심장 센터의 이사이자 의학박사인 헤샴 사덱 박사의 말이다.

사덱 박사는 심장 근육이 재생될 수 있는지 조사하기 위해 국제 전문가들 간의 협업을 이끌었다. 이 프로젝트는 좌심실 보조 장치를 통한 회복 분야 선구자인 스타브로스 드라코스 박사(MD, PhD)가 이끄는 유타대학교 건강 및 의대의 동료들이 제공한 인공 심장 환자의 조직으로 시작되었다.

스톡홀름 카롤린스카 연구소의 조나스 프리센(Jonas Frisén)박사, 올라프 베르크만(Olaf Bergmann) 박사는 스웨덴과 독일의 팀을 이끌고, 그들만의 혁신적인 탄소 연대 측정 방법을 사용하여 인간 심장 조직의 견본에 새로 생성된 세포가 포함되어 있는지 추적했다. 그리고 연구진은 인공 심장을 이식받은 환자들이 건강한 심장보다 6배 이상 빠른 속도로 근육 세포를 재생하는 것을 발견했다.

"이것은 지금까지 우리가 가진 가장 강력한 증거로, 인간의 심장 근육 세포가 실제로 재생될 수 있다는 것입니다. 정말 흥미로운 사실인데, 인간의 심장이 재생될 수 있는 본질적인 능력이 있다는 개념을 확고히 하기 때문입니다. 또한 심장 근육이 '휴식'할 수 없는 것이 출생 직후 심장이 재생 능력을 상실하는 주요 원인이라는 가설을 강력하게 뒷받침합니다. 세포 분열에 관련된 분자 경로를 표적으로 삼아 심장의 재생 능력을 강화할 수 있을지도 모릅니다." 연구를 이끈 사덱 박사의 말이다.

심부전을 치료하는 더 나은 방법을 찾는 것은 사덱 박사와 사버 심장 센터의 최우선 과제다. 이 연구는 사덱 박사의 휴식과 심장 근육 재생에 관한 이전 연구를 기반으로 한다. 사덱 박사는 2011년 사이언스에 심장근육 세포가 자궁 안에서 활발하게 분열하지만, ​​태어난 직후 분열을 멈추고 휴식을 취할 시간 없이 끊임없이 몸 전체로 혈액을 펌핑하는 데 에너지를 사용한다는 논문을 발표했다. 그는 2014년에 인공 심장을 이식한 환자의 세포 분열에 대한 증거를 발표하면서, 이들의 심장근육 세포가 재생되었을 수도 있다는 암시를 던졌다.

이러한 연구 결과에 더해 일부 인공 심장 환자는 증상이 호전된 후에도 장치를 제거할 수 있다는 다른 연구팀의 관찰 결과를 결합해, 인공 심장이 축구 부상에서 회복하는 사람에게 침상 안정과 같은 효과를 심장 근육에 제공하는지 궁금해졌다.

"펌프는 심장을 우회하여 대동맥으로 혈액을 밀어넣습니다. 심장은 본질적으로 쉬고 있습니다."라고 말했다.

사덱의 이전 연구에서는 이러한 휴식이 심장근 세포에 유익할 수 있다는 것이 나타났지만, 그는 인공 심장을 이식한 환자들이 실제로 근육을 재생하는지 확인하기 위해 실험을 설계했다. 심장 근육 재생에 대한 반박할 수 없는 증거는 인간에게서 이전에 한 번도 나타난 적이 없었다. 그러나 이 연구는 직접적인 증거를 제공했다. 다음으로, 사덱 박사는 환자의 약 25%만이 인공 심장에 "반응"하는 이유를 알아내려고 노력하는 중이다. 연구를 통해서 확실한 증거나 만들어지면 이는 심장 근육이 재생된다는 의미이다.

"어떤 환자는 반응하고 어떤 환자는 반응하지 않는 이유는 명확하지 않지만, 반응하는 환자는 심장 근육을 재생할 수 있는 능력이 있다는 것은 매우 분명합니다. 지금 흥미로운 부분은 모든 사람을 반응자로 만들 방법을 결정하는 것입니다. 왜냐하면 그렇게 할 수 있다면 본질적으로 심부전을 치료할 수 있기 때문입니다. 이것의 장점은 기계적 심장이 우리가 미래의 환자에게 제공하고자 하는 치료법이 아니라는 것입니다. 이러한 장치는 시도되고 검증되었으며, 우리는 수년 동안 사용해 왔습니다." 사덱 박사가 덧붙여 말했다.

참조:
Wouter Derks, Julian Rode, Sofia Collin, Fabian Rost, Paula Heinke, Anjana Hariharan, Lauren Pickel, Irina Simonova, Enikő Lázár, Evan Graham, Ramadan Jashari, Michaela Andrä, Anders Jeppsson, Mehran Salehpour, Kanar Alkass, Henrik Druid, Christos P. Kyriakopoulos, Iosif Taleb, Thirupura S. Shankar, Craig H. Selzman, Hesham Sadek, Stefan Jovinge, Lutz Brusch, Jonas Frisén, Stavros Drakos, Olaf Bergmann. A Latent Cardiomyocyte Regeneration Potential in Human Heart Disease. Circulation, 2024; DOI: 10.1161/CIRCULATIONAHA.123.067156