“인공심박동기 대체할 ‘유전자 치료법’ 개발”

전남대 연구팀, ‘자동 심장박동 유전자’ 돼지 심장에 이식 성공

인공심박동기 이미지. 서울대병원

인공심박동기 시술을 대체할 유전자 치료법을 국내 연구팀이 개발했다.

이기홍 전남대병원 순환기내과 교수 연구팀은 완전방실차단을 인위적으로 일으킨 실험용 돼지 모델을 활용한 동물실험을 바탕으로, 유전자 치료로 인공심박동기 대신 스스로 박동할 수 있는 치료법을 개발했다고 밝혔다. 이 연구결과는 국제학술지 ‘네이처 바이오메디컬 엔지니어링(Nature biomedical engineering)’에 최근 게재됐다.

완전방실차단(Complete Atrioventricular Block)은 심장을 움직이는 신호전달 시스템의 문제로 심방(심장으로 들어오는 피를 받는 곳)과 심실(심방으로부터 받은 혈액을 모아 온몸으로 뿜어내는 곳) 사이 구조물인 방실결절이 망가져 스스로 심장이 박동할 수 없는 질환을 뜻한다.

심방에서 발생한 전기신호가 방실결절을 통해 심실로 전달되지 않아 심방과 심실이 서로 독립적으로 박동하며 불규칙하게 뛰는 게 주된 원인으로, 질환이 진행된 후에는 인공심박동기(심장에 규칙적인 전기신호를 줄 수 있도록 고안된 작은 금속 장치) 이식이 유일한 치료법이다.

다만 인공심박동기 이식은 치명적인 염증을 유발할 가능성이 있고, 약 10년마다 재시술해야 하는 단점이 있는 상태다.

연구팀은 이러한 단점을 보완하기 위해 미국 에모리대학과 공동으로 유전자 치료법을 연구했고, 그 결과 스스로 심장을 규칙적으로 뛰게 하는 자동박동 능력을 가지는 유전자(TBX19)를 발견했다.

이후 해당 유전자를 인공심박동기 대신 실험용 돼지 심장 안에 이식한 결과, 심장이 안정적으로 뛰는 것을 확인했다. 유전자를 이식할 때는 코로나19 백신 개발에 이용되며 주목받은 메신저 리보핵산(mRNA) 기술이 사용됐다. 

연구팀 관계자는 “이 유전자 치료법은 자동박동 능력 유지 기간을 2배 이상 연장하면서 인공심박동기 없이 심장을 스스로 뛰게 하는 첫 번째 연구라는 점에 큰 의의가 있다”며 “바이러스에 유전자를 붙여 이식하는 기존 치료법은 면역거부반응이 일어날 수 있지만, 해당 치료법은 mRNA 기술을 이용해 면역거부반응 위험도 피할 수 있다”고 설명했다.

이기홍 교수는 “어떻게 하면 인공심박동기라는 이물질을 삽입하지 않고, 스스로 심장을 다시 뛰게 하는 방법이 없을까 모색해왔다”며 “아직 동물실험에서의 성공이지만, 유전자 치료가 완전방실차단 환자에게 적용돼 인공심박동기를 대체할 수 있도록 후속 연구를 이어갈 것”이라고 강조했다.