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| ▲ 김영수·김혜연 교수와 이동희 박사과정생 (사진= 연세대학교 제공) |
[mdtoday=김민준 기자] 알츠하이머병 환자의 뇌에서 특이적으로 발견되는 플라크(plaque) 등 아밀로이드베타 응집체를 분해할 수 있는 약물을 활용해 알츠하이머병의 치료와 진단을 동시에 할 수 있는 테라그노시스 기술이 개발됐다.
연세대학교 약학과 김영수·김혜연 교수팀은 이 같은 기술을 개발했다고 최근 밝혔다.
그동안 혈중 아밀로이드베타의 변화는 알츠하이머병 혈액진단의 핵심 바이오마커로 20년 이상 연구됐고 최근 질량분석기, 바이오센서 등 고감도 의료장비 개발의 도움으로 극저농도 단백질의 측정이 가능하게 됐다.
그러나 특수한 인프라가 필요해 매년 증가하는 고령 인구가 보편적으로 진단의 혜택을 누리기는 아직 어려운 상황이다.
이에 연구팀은 자체개발한 경구 투약용 약물이 뇌조직에 축적돼 있는 아밀로이드 응집체를 분해해 인지기능을 개선하는 등 치료 과정에서 분해된 단량체가 혈관으로 빠져나가 혈액 검사에서 검출되는 원리에서 착안해 테라그노시스 기술을 개발했다.
약물 투약과 동시에 혈액에 극저농도(pg/mL)로만 존재하던 아밀로이드베타의 양이 100배 이상으로 급격히 증가해, 약물의 경구 투약 전과 후에 채혈한 혈중 아밀로이드 농도를 비교해 증가하면 양성, 변화 없으면 음성이라는 진단결과를 도출할 수 있다.
또한 연구팀은 알츠하이머병 환자의 유전자가 삽입된 형질전환 생쥐 모델과 비교군인 정상 생쥐 90여 마리를 다양한 나이대와 성별로 나눠 12주간 반복적으로 채혈했다.
우선 첫 3주 동안 약물 투약 없이 채혈해 일반적인 효소면역측정법(ELISA)으로는 극저농도의 혈중 아밀로이드베타의 측정이 불가능하다는 점을 확인했다.
이어 4주 차부터 약물 투약과 동시에 반복 채혈을 진행한 결과, 알츠하이머 형질전환 생쥐의 뇌에서 약물에 의해 아밀로이드베타 플라크와 성상교세포가 감소하는 치료 효과가 관찰됐다.
더불어 혈액에서 약물 투약 전보다 최대 128배 증가한 아밀로이드베타가 효소면역측정법으로 검출됐다.
김혜연 교수는 “가능하면 고가의 특수장비 없이 간단하게 진단하고 동시에 치료 효과를 누릴 수 있어 관련 기술 개발에 더욱 힘쓸 예정”이라고 말했다.
김영수 교수는 “체외진단과 신약개발이 복합적으로 적용된 기술로, 허가 등의 측면에서 볼 때 빠른 임상 적용은 어려울 수 있으나, 알츠하이머병 신약의 약효평가용으로는 상대적으로 쉽게 활용이 가능할 것”이라고 언급했다.
한편, 이번 연구는 한국연구재단 중견연구사업, 기본연구사업, 중점연구소지원사업, 뇌과학원천기술개발사업과 한국보건산업진흥원 치매극복연구개발사업단, 포스코청암재단 포스코사이언스펠로십의 일환으로 추진됐다.
연구결과는 세계적으로 권위 있는 학술지인 ‘어드밴스드 사이언스(Advanced Science)’에 2월 2일(현지시간) 게재됐다.
메디컬투데이 김민준 ([email protected])
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