알츠하이머병의 주요 원인 물질로 지목되는 아밀로이드 베타(Aβ)를 뇌세포가 직접 인식해 제거하도록 만드는 새로운 치료 전략이 제시됐다. 면역세포 치료에서 사용되던 키메라 항원 수용체(CAR) 기술을 뇌세포에 적용한 방식으로, 기존 항체 치료와 다른 접근이라는 평가다.

미국 워싱턴대학교 세인트루이스 의과대학 연구팀은 성상세포(astrocyte)에 CAR 유전자를 도입해 아밀로이드 베타를 제거하는 치료 전략(CAR-A)을 제시한 연구 결과를 국제학술지 사이언스(Science)에 6일(한국시간) 발표했다.

기사의 이해를 돕기 위한 자료 사진. 게티이미지뱅크 제공 연합뉴스

연구진은 아밀로이드 베타를 인식하도록 설계된 CAR 유전자를 성상세포에 발현시켜, 이 세포가 뇌 속 아밀로이드 축적물을 직접 찾아 제거하도록 만들었다.

알츠하이머 생쥐 모델 실험에서 유전자 변형 성상세포는 아밀로이드 베타 제거 능력이 크게 향상됐고 뇌 내 축적량도 현저히 감소했다. 특히 조기에 한 번만 치료해도 아밀로이드 병변 형성을 예방하는 효과가 나타났다.

연구팀은 단일핵 RNA 분석을 통해 CAR-A 치료가 성상세포뿐 아니라 미세아교세포와의 협력 작용을 유도해 아밀로이드 병리에 대한 신경교세포 반응을 강화한다는 점도 확인했다.

항체 치료 넘어 '유전자·세포 치료' 확장

전문가들은 이번 연구가 기존 항체 치료 중심의 알츠하이머 치료 전략을 세포·유전자 치료 영역으로 확장했다는 점에서 의미가 있다고 평가했다.

김찬혁 서울대학교 첨단융합학부·약학과 교수는 한국과학기술미디어센터에 "알츠하이머 치료에서 아밀로이드 베타 제거 전략은 오랫동안 논쟁이 있었지만 최근 항체 치료제들이 임상 효과를 보이며 중요한 치료 축으로 자리 잡고 있다"고 설명했다.

실제로 최근 레카네맙(lecanemab)과 도나네맙(donanemab) 같은 항체 치료제는 초기 알츠하이머 환자에서 병 진행을 늦추는 효과를 보여 승인되기도 했다. 다만 이러한 치료제는 고용량 투여가 필요하고 일부 환자에서 뇌 염증 등의 부작용이 보고되는 등 안전성 문제가 제기돼 왔다.

김 교수는 "이번 연구는 항체 대신 성상세포에 CAR 유전자를 도입해 아밀로이드 베타를 직접 인식하고 제거하도록 재프로그래밍한 유전자 치료 전략이라는 점에서 기존 접근과 차별성이 있다"고 말했다.

또 "CAR 기술은 주로 암 치료나 자가면역질환에서 사용돼 왔는데 이를 퇴행성 뇌질환 치료 영역으로 확장한 시도라는 점에서도 의미가 있다"고 평가했다.

"임상 적용까지는 넘어야 할 장벽 많아"

다만 연구가 아직 동물 실험 단계라는 점에서 실제 치료로 이어지기까지는 넘어야 할 기술적 장벽이 많다는 지적도 나온다.

특히 뇌혈관장벽(BBB)을 통과해 특정 뇌세포에 유전자를 전달하는 기술은 매우 높은 난도를 가진다. 또한 장기적인 안전성과 전달 효율, 세포 선택성 등에 대한 추가 연구가 필요하다.

김 교수는 "마우스 모델에서 개념을 입증했다는 점은 의미가 있지만 실제 인간 임상으로 이어지기 위해서는 전달 기술과 장기 안전성 검증이 필수적"이라며 "기존 항체 치료제와 효능이나 안전성을 직접 비교한 데이터가 없는 점도 한계"라고 했다.

그러면서도 "CAR 기반 유전자·세포 치료 전략을 알츠하이머 치료에 적용한 연구라는 점에서 향후 연구 방향을 제시했다는 의의가 있다"고 평가했다.

김종화 기자 justin@asiae.co.kr
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