이 실험을 위해 미국 매사추세츠 종합병원 연구팀은 화학 요법으로 인한 심장 손상의 징후를 확인할 수 있는 나노입자 탐침을 개발했다. 이 기구는 화학요법으로 발생하는 심장 손상의 지표를 식별할 수 있다.
연구팀은 탐침을 사용한 쥐 실험에서 화학 치료를 받기 전 간헐적 단식이 심장손상 지표의 발달을 중단시키는 동시에 심장 기능을 보존하고 생존을 연장할 수 있음을 보여주었다.
연구는 자가소화작용, 즉 오토파지(autophagy)에 초점을 맞췄다. 오토파지란 관련이 없거나 건강하지 않은 세포를 제거하고 손상된 세포를 수리하는 메커니즘을 뜻한다. 오토파지의 감소는 심혈관 질환 등 질병과 관련이 있다. 이는 또한 이로운 결과와 해로운 결과 사이에 미묘한 균형을 만들어내면서 세포 사망의 주요 동인이 될 수도 있다.
이 병원의 심혈관 영상프로그램 책임자인 데이비드 소스노빅 박사가 이끄는 연구팀이 오토파지 검출 나노입자를 만들었다. 연구팀은 형광 혹은 자기 공명 영상을 사용해 신체 내 오토파지 활동을 비침습적으로 측정할 수 있도록 했다.
암을 가진 쥐에게 나노입자를 정맥주사로 주입했을 때 심장 조직의 오토파지 변화를 측정할 수 있었다. 나노입자는 화학요법 약물 독소루비신에 노출된 심장세포에서 오토파지 활동의 감소를 감지했다. 이는 심장 손상으로 이어질 수 있다.
하지만 스타틴으로 치료하거나 독소루비신 치료를 받기 이전, 단식을 하면 심장 세포가 정상적 오토파지 활동을 유지할 수 있었다.
시니어저자 소스노빅 박사는 “나노입자를 통해 간헐적 단식이 오토파지를 복원하고, 심장근육 손상을 제거하며, 전반적인 생존도 향상시킨다는 것을 알 수 있었다”고 말했다. 여기서 간헐적 단식이란 화학 요법을 받기 전 24시간 동안 물만 마시고 음식을 먹지 않는 것을 말한다.
이 같은 결론을 인간에게 적용하려면 보완적 연구가 필요하다고 강조했다. 그러나 소스노빅 박사는 “가까운 미래에 임상 치료에 영향을 미칠 수 있는 중요한 통찰력을 제공하는 연구 결과”라고 말했다.
연구는 《네이처 바이오메디컬 엔지니어링》
에 발표됐다. 원제는 ‘A nanoparticle probe for the imaging of autophagic flux in live mice via magnetic resonance and near-infrared fluorescence’.
