[지금은 과학-영상] 잃어버린 기억 ‘치매’…해법 찾을까

[아이뉴스24 정종오 기자] 치매는 여전히 난공불락이다. 증상을 조금 늦출 수는 있는데 근본 치료제는 없는 실정이다. 2025년에 국내에서는 치매 환자가 100만명을 넘을 것으로 추정된다.

국내 연구팀이 세포수준에서 치매를 일으키는 독성을 완화하는 방법을 찾았다. 앞으로 단계를 발전시켜 동물실험과 임상 등으로 나아갈 방침이다.

국내 연구팀이 점 돌연변이를 활용해 알츠하이머병을 일으키는 아밀로이드 베타의 독성을 완화하는 데 성공했다. 알츠하이머병은 가장 흔하게 발생하는 치매의 유형이다.

아밀로이드 베타로 구성된 병원성 아밀로이드 섬유 응집체에 의한 연쇄적인 작용으로 발병된다는 아밀로이드 가설이 가장 유력하다. 아밀로이드 베타는 신경 세포에 독성을 나타내는 것으로 알려졌다.

점 돌연변이는 단백질의 전체 아미노산 서열 중 한 개가 바뀐 돌연변이를 말한다.

한국연구재단(이사장 이광복)은 김준곤 교수(고려대)와 최정모 교수(부산대) 연구팀이 아밀로이드 베타의 초기 상호작용을 방해해 단백질 응집체 형성을 억제하고 세포 독성을 완화하는 점 변이체를 설계했다.

기존 알츠하이머병의 치료는 주로 증상 완화를 목적으로 하는 대증요법 중심으로 진행돼 왔다.

최근 근본 치료를 목적으로 알츠하이머병의 주요 표지 물질인 아밀로이드 베타의 섬유 응집체와 타우 단백질의 신경섬유 엉킴을 표적으로 하는 연구가 활발히 진행되고 있다. 타우 단백질은 아밀로이드 베타와 함께 알츠하이머병 환자의 뇌에서 발견되는 주요 표지 단백질이다.

아밀로이드 베타 응집체를 표적으로 하는 ‘아두카누맙’이 그 효과를 인정받아 알츠하이머병 치료제로 최근 승인받기도 했다. 아두카누맙은 최초로 알츠하이머병의 원인 물질을 표적해 증상 완화 효과를 인정받은 항체 치료제이다.

연구팀은 아밀로이드 베타가 응집 과정에서 다양한 형태로 존재하는 점을 고려해 특정 상태를 표적으로 하지 않고 단백질의 점 변이체와 상호작용을 통해 병원성 응집체 형성을 억제하는 새로운 접근법을 시도했다.

아밀로이드 베타 응집 과정에서 초기 상호작용의 핵심이 되는 단백질 영역을 규명했다. 단백질 상호작용을 방해할 수 있는 변이체를 설계, 실제 응집체 형성이 억제되고 세포 독성이 완화되는 것을 확인했다.

단백질 구조에 기반한 체계적 설계를 통해 고안된 변이체를 이용해 병원성 비정형 단백질의 응집 현상을 저해하는 연구 방법론이다.

이 방법론은 아밀로이드 베타뿐 아니라 알파 시누클레인, 타우 등 다른 단백질의 구조를 이해하고 응집 현상을 제어하는 것에도 적용될 수 있을 것으로 기대된다.

알파 시누클레인은 알츠하이머병과 함께 치매의 주요 형태 중 하나인 파킨슨병과 연관된 단백질이다.

이번 연구에서 설계된 변이체가 아밀로이드 베타의 독성을 완화한다는 사실을 세포 수준에서 확인했다. 실제 임상에 활용하기 위해서는 더 고차원 실험 모델에서의 효과와 안정성 검증이 필요하다.

김준곤 고려대 교수는 “아밀로이드 베타 변이체를 이용한 독성 완화 기술이 실용화된다면 알츠하이머병의 예방과 치료에 활용될 수 있다”며 “고차원 모델에서의 효과와 안정성 검증이 필요해 아직 갈 길은 먼데 유전자 가위를 이용해 유전자 서열 편집을 통해 설계된 변이체를 발현할 수 있다면 하나의 실용화 방법이 될 수 있을 것”이라고 설명했다.

이번 연구 성과(논문명: Kinetic Modulation of Amyloid-β(1-42) Aggregation and Toxicity by Structure-Based Rational Design)는 화학 분야 국제학술지 ‘미국화학회지(Journal of the American Chemical Society)’ 1월 24일자에 실렸다.