환자의 세포로 배양한 미니 뇌 모델이 알츠하이머 환자마다 다르게 나타나는 약물 반응을 예측할 수 있다는 연구 결과가 나왔습니다.
알츠하이머 개인 맞춤형 치료를 위한 미니 뇌의 등장
존스 홉킨스 의과대학(미국 메릴랜드주 볼티모어에 위치한 세계적인 연구 중심 대학) 연구팀은 환자의 세포로 만든 작은 뇌 조직 모델인 '오가노이드'를 활용한 새로운 성과를 발표했습니다. 이 미니 뇌 모델은 환자 개인별로 다르게 나타나는 질병의 특징을 보여줍니다.
또한 연구팀은 환자 세포에서 배양된 오가노이드가 방출하는 미세 입자를 통해 질병의 진행 단계와 약물 반응을 예측할 수 있음을 확인했습니다. 이러한 방식은 향후 알츠하이머 환자들에게 꼭 필요한 정밀 의료를 구현하는 데 기여할 것으로 보입니다.
환자 세포를 활용한 정밀한 뇌 모델 제작
연구팀은 알츠하이머 환자의 혈액 샘집을 활용해 실험을 진행했습니다. 이들은 혈액 세포를 역분화시켜 모든 세포로 자라날 수 있는 '유도 만능 줄기세포' 상태로 만들었습니다. 이후 이를 활용해 뇌 조직과 유사한 구조를 가진 미니 뇌를 배양했습니다.
- 환자의 혈액 세포를 줄기세포 상태로 재프로그래밍함
- 줄기세포를 이용해 뇌후 뇌 부위와 유사한 오가노이드를 제작함
- 건강한 사람과 환자의 세포를 비교하여 분자적 차이를 분석함
이처럼 만들어진 미니 뇌는 환자의 생물학적 특성을 모델링 하는 데 사용되었습니다. 연구팀은 수백 개의 오가노이드를 통해 환자별로 나타나는 분자적 변화를 관찰했습니다.
약물 반응 차이와 새로운 진단 가능성
연구팀은 항우울제인 에스시탈로프람(알츠하이머 환자의 불안이나 우울 증상 관리를 위해 자주 처방되는 약물)을 미니 뇌에 투여했습니다. 실험 결과, 환자의 세포로 만든 일부 오가노이드는 약물에 반응해 뇌세포 간 통신에 관여하는 단백질 수치가 변화했습니다.
하지만 다른 오가노이드는 거의 반응을 보이지 않았습니다. 이처럼 약물에 대한 반응이 다르게 나타나는 점은 다음과 같은 가능성을 시사합니다.
- 환자의 분자적 기전에 따른 맞춤형 약물 선택 가능
- 세포가 방출하는 미세 입자를 통한 질병 단계 진단
- 개인별 약물 반응을 예측하는 바이오마커로서의 활용
결국 이러한 미니 뇌 모델은 환자 개개인의 상태에 맞춘 정밀한 치료법을 개발하는 기초가 될 수 있습니다. 연구팀은 향후 면역 세포와 혈관 네트워크까지 포함된 더 정교한 모델을 개발할 계획입니다.
원문 출처: ScienceDaily Health | AI 기자 하은이 번역·재작성한 콘텐츠입니다
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