집속초음파로 아밀로이드 플라크 분해…비침습 치료 가능성 제시

집속 초음파에 의한 아밀로이드 베타 응집체와 신경세포 보호 효과. 전자현미경 촬영 결과 뭉쳐있던 아밀로이드 응집체(2d)가 초음파 조사 후(FUS) 잘게 부서진 것을 확인할 수 있다. 사진=한림대동탄성심병원

국내 연구진이 약물 투여 없이 초음파의 기계적 에너지만을 이용해 알츠하이머 치매 원인 물질을 분쇄·제거하는 기술을 입증했다. 기존 표준 치료인 약물치료의 부작용을 줄일 수 있는 비침습적 치료 가능성이 제시됐다는 평가다.

한림대학교동탄성심병원은 신경과 김재호 교수팀이 ‘알츠하이머병 마우스 모델에서 집속초음파를 이용한 아밀로이드 플라크 제거’ 연구를 통해 이 같은 성과를 확인했다고 24일 밝혔다. 연구는 한국과학기술연구원 바이오닉스연구센터 김형민 박사, 연세대학교 약학과 김영수 교수팀과 공동으로 진행했다.

알츠하이머병은 ‘아밀로이드 베타(Aβ)’라는 단백질이 뇌에 과도하게 축적돼 발생한다. 이 단백질들이 서로 엉겨 붙어 응집체를 이루고, 이것이 딱딱하게 굳으면 신경세포 신호 전달을 막고 세포를 사멸시키는 ‘아밀로이드 플라크’가 된다. 특히 응집체 내부 섬유 구조는 매우 단단해 분해가 어렵고 독성이 강한 것으로 알려져 있다.

현재 알츠하이머병 치료 최전선에는 ‘레카네맙’, ‘도나네맙’ 등의 항체치료제가 활용되고 있지만, 고가의 치료 비용과 뇌부종·뇌출혈 등의 부작용이 한계로 지적돼 왔다. 연구팀은 약물 대신 ‘저강도 집속 초음파’ 치료방식에 주목했다. 초음파 에너지를 뇌의 특정 부위에 집중시켜 뭉쳐진 단백질 결합을 물리적으로 깨뜨리는 원리다.

연구팀은 배양 세포와 쥐 실험을 이용해 초음파 효능을 검증했다. 시험관 실험에서 응집시킨 아밀로이드 베타를 특수 배양 접시에 담고 초음파를 조사한 결과, 단단한 아밀로이드 섬유 구조가 최대 62% 감소했다. 알츠하이머병에 걸린 실험용 쥐 대상 실험에서도 아밀로이드 플라크의 수와 크기가 뚜렷하게 줄어드는 것을 확인했다.

김재호 한림대동탄성심병원 신경과 교수는 “이번 연구를 통해 약물이나 수술 없이 초음파의 기계적 에너지만으로 뇌 내 병리적 단백질을 제거할 수 있는 가능성을 입증했다”며 “이 기술은 다양한 퇴행성 뇌질환 치료의 핵심 기술로도 응용될 수 있을 것”이라고 말했다.

<문화경제 한시영 기자>