광합성 차용
시금치 잎은 빛을 화학 에너지로 바꾼다. 기능이 저하된 심장은 그렇게 하지 못한다. 우한 화중과학기술대학 연합병원 연구진은 잎의 에너지 생성 기구의 일부를 심장 근육 세포로 옮길 수 있는지 시험하기 위해 나섰다.
판하오후이 교수가 이끄는 연구팀은 시금치 잎에서 광합성이 일어나는 구조인 틸라코이드 막을 추출해 나노입자로 만들었다. 이 입자는 실험적으로 심부전을 유발한 쥐의 심장에 주입되기 전에 심장 근육 세포에서 채취한 막으로 코팅됐다.
논문 제목은 "심근세포 막으로 위장한 시금치 나노 틸라코이드가 심근 에너지 대사를 향상시키고 심부전을 개선한다"이며, 저널 Small에 DOI 10.1002/smll.76087로 게재됐다.
쥐 실험 결과
논문에 따르면 치료받은 동물을 적색광에 노출시켰을 때 심장이 더 잘 뛰고 조직 손상이 줄었다. 저자들은 식물 막이 에너지가 부족한 심장 세포에 추가 에너지를 공급하고, 세포 유래 코팅이 입자가 작동할 수 있을 만큼 충분히 오래 조직에서 생존하도록 돕는다고 말한다.
이 연구는 규모가 작고 동물 대상이었으며, 동물들은 심장 근육에 직접 주사받았는데 이는 일상적 치료에 실용적인 경로가 아니다. 연구진은 조직에 빛을 비춰야 했고, 흉부 깊숙이 위치한 인간의 심장에 충분한 빛이 도달할 수 있는지는 아직 불분명하다.
환자에게 가는 긴 여정
식물 막은 이전에 눈과 피부 질환을 위해 입자로 가공된 적이 있지만, 내부 장기에 빛을 전달하는 것이 핵심 장애물이다. 독립적인 과학자들은 이 연구를 다가오는 치료법이라기보다는 이례적인 개념 증명으로 평가했다.
심부전은 전 세계 수백만 명에게 영향을 미치며 입원의 주요 원인으로 남아 있다. 심장 근육에 공급되는 에너지를 높이는 부분적인 경로라도 심장내과 의사들의 관심을 끌 것이지만, 더 큰 동물에서의 시험과 면역 반응에 대한 안전성 연구가 먼저 필요하다.