약물로 인한 심장독성을 평가하기 위한 신뢰할 수 있는 전임상 모델은 개발 단계에서 약물 철회율이 높은 문제를 줄이기 위해 필수적이다. 인간 유도만능줄기세포(human induced pluripotent stem cell) 유래 심근세포(hiPSC-CMs)는 심장 특이적 이온 채널의 발현과 전기생리학적 특성을 바탕으로 이러한 평가를 위한 유망한 플랫폼으로 부상해 왔다. 본 연구에서는 다중전극 어레이(multielectrode array) 시스템을 이용하여 건강한 개인과 긴 QT 증후군(long QT syndrome, LQTS) 환자에서 유래한 hiPSC-CM에 여덟 가지 부정맥 유발 약물—E4031, 니페디핀(nifedipine), 멕실레틴(mexiletine), JNJ303, 플레카이니드(flecainide), 목시플록사신(moxifloxacin), 퀴니딘(quinidine), 라놀라진(ranolazine)—이 미치는 영향을 조사하였다. 그 결과, 장(場)전위 지속시간(field potential duration)과 부정맥 유발 위험도에서 용량 의존적 변화가 관찰되었으며, LQTS 유래 hiPSC-CM은 E4031과 같은 hERG 채널 차단제에 대해 민감도가 증가한 것으로 나타났다. 또한 본 연구는 hiPSC-CM이 질환 특이적 심장 반응을 모사할 수 있는 잠재력을 강조하며, 유전적 소인과 개인맞춤형 약물 반응에 대한 통찰을 제공한다. hiPSC-CM의 미성숙성(imaturity)과 관련된 어려움에도 불구하고, 인간 심장 전기생리학을 재현할 수 있다는 점은 이들을 전임상 심장독성 평가를 위한 유용한 도구로 만든다. 본 연구는 다중전극 어레이 시스템과 같은 고도 분석 플랫폼에 환자 유래 hiPSC-CM을 통합하여 약물 유발 전기생리학적 변화를 평가하는 것의 유용성을 강조한다. 이러한 결과는 약물 개발 과정에서 hiPSC-CM의 역할을 뒷받침하며, 정밀의학 응용을 지원하는 동시에 보다 안전하고 효율적인 스크리닝 방법을 가능하게 한다.

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