억제G단백 유전자 AV결절에 주입
심박수 20%저하
【뉴욕】 존스 홉킨스대학(메릴랜드주 볼티모어) Kevin Donahue박사팀은 Nature Medicine誌(6:1395-1398, 2000)에 동물 중에서 사람 심장과 가장 가까운 돼지의 심장에서 1주 이내에 이상율동을 억제하는 치료법을 개발했다고 발표했다.
동박사팀에 따르면, 이것은 부정맥에 대한 최초의 유전자치료이며 사람에 대한 응용 가능성이 높다고 한다.
이 그룹의 Eduardo Marban박사는 『충분히 테스트된 동물모델을 대상으로 정기적인 카테터법을 이용하여 부정맥을 효과적으로 치료했다. 개흉이나 장치 모두 필요없고 기존의 기술을 약간 변경할 뿐이다. 이것은 컨셉이 증명된 최초의 방법이며, 임상적으로 유용한 어프로치에 대한 명확한 첫걸음』이라고 말했다.
동박사팀에 따르면, 부정맥은 2개의 원인에 의해 발생한다고 말한다. 하나는 심장 자체 페이스메이커에서의 기본구조가 비정상적인 경우. 또 하나는 심근경색 등 심장에 장애가 일어난 후에 발생한다.
연구팀의 대표인 Donahue박사는 『이러한 이벤트가 발생하면 즉시 심장에 반흔화 등의 세포변화가 일어나고, 조직이 부정맥을 일으키기 쉬워진다. 선진국 사망원인의 제1위는 심장사이며 통상 이것은 부정맥을 일으키는 이벤트에 의해 야기된다』고 설명했다.
미국심장협회(AHA)에 의하면, 미국에서는 100명 중 1명은 어떤 부정맥을 가지고 있다고 한다. 상대적으로 양성인 심장리듬장애도 있지만 심장의 협조 펌프기능을 파괴하여 허탈·사망의 직접적인 원인이 되는 경우도 있다.
동박사는 『약물요법도 유용하긴하지만 이 문제의 근저에 있는 원인을 치료하는 것은 아니다. 또 실제로 약제를 계속 투여하면 어떤 환자의 경우 부정맥이 유발되는 경우도 있다. 페이스 메이커나 전기제세동기는 가격이 비싸고 침습적이며 합병증을 발생할 위험도 있다』고 말했다.
돼지의 연구에서 동박사팀은 표준적 바이러스벡터를 이용하여 유전자를 심장 페이스메이커의 하나인 방실(AV)결절에 직접 도입했다.
AV결절은 심방에서 보내는 임펄스를 받아 통과시켜 수축을 유발하는 심실에 임펄스를 중단한다. 그러나 장애를 받은 심장에서는 심방의 심장리듬이 변화하여 통과/중단기능이 파괴된다. 이것이 비정상적으로 빠르고 불규칙한 심박수를 초래한다.
Donahue박사팀에 따르면, 신경계가 심박속도를 저하시키라는 신호를 보내면 페이스메이커조직에서 활성화되는 억제G단백유전자라는 유전자를 선택한다. 이 유전자는 아드레날린에 의해 유발되는 일련의 심박수 증가의 반응 스탭을 저해하는 단백질을 만들어낸다.
동박사팀은 연구시작 당시 10마리 돼지의 심장에 유전자와 그 캐리어의 도입을 증가시키는 약제를 예비 투여했다.
이어서 AV결절에 혈액을 보내는 동맥에 카테터를 이용하여 억제G단백유전자를 가진 아데노바이러스를 결절에 주입했다. 다른 돼지에는 비교를 위해 심장에 영향을 미치지 않는 유전자를 가진 바이러스 벡터를 주입했다.
1주 후 실시한 조직검사에서 AV결절세포의 거의 반수에 유전자가 적당히 포함돼 있는 것으로 확인됐다. 동박사는 『대상으로 삼은 심장의 AV결절은 심박수의 임펄스가 매우 느렸으며, 유전자를 첨가하지 않은 심장에 비해 상당히 흥분성이 낮았다』고 말했다.
실제 테스트에서 Donahue박사팀은 전기적·화학적으로 심장을 자극하여 심방세동을 만들어냈다. 심방세동에서는 양쪽 심방이 1분에 600회까지 불규칙하게 떨린다. 이것은 들어오는 자극을 통과시키는 AV결절의 능력을 압도하여 심실의 속도를 증가시킨다. 억제G단백을 가진 피험동물은 대조동물에 비해 심박수가 20%낮아졌다.
동박사팀은 일반적으로 처방되는 β차단제는 전체적으로 동일한 결과를 가져온다고 말하고 『그러나 최종적으로는 사람에서도 유용한 유전자치료는 β차단제와는 달리 장기적으로 해결해 줄 것이다. 또 유전자치료는 심장의 특정 위치에 대해 실시하기 때문에 β차단제가 체내의 다른 부위에서 작용하는 부작용은 피할 수 있을 것』이라고 말했다.