줄기세포로 체외 인공심장 배양 성공
줄기세포로 체외 인공심장 배양 성공
  • 이상진
  • 승인 2019.01.14 06:50
  • 조회수 2177
  • 댓글 0
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체외에서 고동치는 인간의 인공심장을 배양했다는 연구 결과가 나왔습니다. 신약을 임상 실험하기 전 인공심장을 통해 미리 테스트할 수 있게 될 전망입니다.

 

체외에서 고동치는 인간의 인공심장 배양에 성공했다고 합니다. 출처: pixabay

독일 함부르크 에펜도르프대학 의료센터의 Thomas Eschenhagen 교수의 연구팀은 오래 전부터 동물의 심장근육세포를 연구해왔습니다. 처음에는 닭이나 생쥐를 대상으로 심장세포를 개발했다고 해요. 그러던 가운데 지난 2011년부터 인간 줄기세포를 대상으로 연구를 진행했는데요.

 

연구팀은 <Stem Cell Reports>에 발표한 최신 연구 논문을 통해 인간의 심장과 유사하게 박동하고 약에 반응하는 3D 심장 조직을 배양하는 방법을 소개했습니다.

 

연구팀에 따르면 줄기세포에 신진대사와 관련 있는 비타민A의 대사산물을 처리했다고 합니다. 그로 인해 나온 결과물을 심장세포로 변환하는 방법으로 심장 조직을 만들었다고 하는데요. 연구팀은 이렇게 만들어진 심장세포로 인공심장을 배양해냈습니다.

 

줄기세포와 비타민A의 대사산물을 처리해 심장 조직을 만들었습니다. 출처: pixabay

체외에서 박동하는 인공심장은 의학적 활용 방법이 무궁무진한데요. 우선 심방세동 등 심장과 관련된 질환치료제를 개발하는 데 도움이 됩니다. 심방세동은 심방이 1분간 약 300~600 정도로 빠르고 불규칙한 소수축을 반복하는 것은 말하는데요. 그 결과 뇌졸중과 혈전에 의한 색전증 등을 야기하기는 무서운 질환입니다.

 

하지만 그동안 심방세동을 포함한 다양한 심장질환에 대처하기 위한 신약을 출시하는 데는 상당한 시간이 소요됐습니다. 동물실험 이후에 인간을 대상으로 임상실험을 하는 단계에는 안전성과 절차 등을 고려해야 하는 까닭에, 긴 시간이 필요했던 것인데요. 

 

이제 인공심장조직이 개발돼 동물실험 이후에 임상실험 전, 인공심장을 대상으로 필요에 따라 신약을 수차례 미리 인체와 비슷한 환경에서 실험을 해볼 수 있게 된 것이죠. 연구팀에 따르면 해당 인공심장조직은 몇 주에 걸쳐 사용될 수 있습니다.

 

배양된 체외 인공심장은 여러 주에 걸쳐 신양 테스트 등에 사용될 수 있습니다. 출처: pixabay

연구팀은 "자신들이 배양한 인간의 심장근육 조각이 인체의 생리작용과 비슷하기 때문에 예측치가 동물 실험보다 뛰어나다"고 말했습니다. 연구팀은 또 "아직 완벽한 심장근육세포는 아니지만, 구조와 기능이 인간의 실제 심장근육과 굉장히 유사하다"고 덧붙였습니다.

 

하지만 연구팀은 완벽한 인간의 심장을 체외에 배양할 계획은 전혀 없다고 밝혔습니다. 대신 연구 결과를 토대로 인공심장조직을 이용한 심장근육패치를 만들 계획은 있다고 말했는데요. 심장근육패치는 문제가 있는 심장에 줄기세포를 직접 투여하거나, 심장을 이식하지 않고 심장 조직을 치료하는 방법인데요. 

 

실험실에서 배양한 심장근육조직을 작은 조각으로 만들어 심장에 부착하는 의료행위입니다. 대규모 수술이 필요한 다른 방법들과 달리, 자연스럽게 환자의 심장과 동화되는 치료 방법으로 알려졌습니다. Thomas Eschenhagen 교수 연구팀은 심장근육패치의 임상실험 전 돼지를 실험 모델로 고려한다는 복안입니다.

 

 


##참고자료##

 

Marta Lemme, Bärbel M. Ulmer, Marc D. Lemoine, Antonia T.L. Zech, Frederik Flenner, Ursula Ravens, Hermann Reichenspurner, Miriam Rol-Garcia, Godfrey Smith, Arne Hansen, Torsten Christ, Thomas Eschenhagen, Atrial-like Engineered Heart Tissue: An In Vitro Model of the Human Atrium, Stem Cell Reports, 2018.


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