AI, 알츠하이머병 원인 밝혀내 치료법 개발 가능

시 창작부터 복잡한 패턴 인식까지 모든 분야에 활용되는 인공지능(AI) 기술이 알츠하이머병에 대한 대규모 연구에서 핵심적인 역할을 수행했습니다. 캘리포니아 대학교 샌디에이고(UC San Diego) 연구진이 진행한 이 연구는 AI를 활용하여 알츠하이머병의 표지자일 뿐만 아니라 직접적인 원인인 유전자를 식별했습니다.

이 연구의 초점은 포스포글리세르산 탈수소효소(PHGDH)라는 효소와 이를 암호화하는 유전자였습니다. 연구진은 이전에 PHGDH가 빠르게 진행되는 알츠하이머병 환자에서 더 활성화된다는 사실을 발견했습니다. 그러나 PHGDH와 알츠하이머병의 연관성은 아직 명확히 밝혀지지 않았습니다.

연구팀은 AI를 이용하여 PHGDH 효소의 3차원 구조를 모델링하여 이전에는 알려지지 않았던 효소의 기능, 즉 특정 유전자를 켜고 끄는 능력을 발견했습니다. 추가 분석 결과, PHGDH는 염증 조절 및 노폐물 제거를 담당하는 뇌세포인 성상세포의 두 유전자와 상호작용할 수 있는 것으로 밝혀졌습니다. 이러한 간섭은 알츠하이머병의 핵심 메커니즘 중 하나로 여겨지며, PHGDH와 알츠하이머병의 연관성을 설명합니다.

별세포라고 불리는 뇌세포가 알츠하이머병의 원인 중 하나일 수 있다. 사진: 게티

별세포라고 불리는 뇌세포가 알츠하이머병의 원인 중 하나일 수 있다. 사진: 게티

UC 샌디에이고의 생명공학자 셩 종은 "이러한 발견을 이루기 위해서는 현대 AI가 정밀한 3차원 구조를 구축해야 합니다."라고 말했습니다.

다음 단계는 PHGDH의 활동을 부분적으로 억제하는 방법, 특히 필수적인 효소 기능은 유지하면서 성상세포의 유전자를 조절하는 능력을 차단하는 방법을 찾는 것이었습니다. 연구팀은 이 기준에 부합하는 NCT-503이라는 분자를 발견했습니다. AI를 사용하여 이 분자와 PHGDH 간의 상호작용을 모델링한 결과, NCT-503이 PHGDH의 "포켓"에 결합하여 원치 않는 유전자 전환을 방지한다는 것을 보여주었습니다.

정식 치료제로 개발되기까지는 시간이 걸리겠지만, 이 연구는 NCT-503이 알츠하이머병 마우스 모델에서 PHGDH의 해로운 활성을 약화시킬 수 있음을 보여주었습니다. 특히, NCT-503으로 치료받은 마우스는 기억력 검사에서 현저한 개선과 불안 감소를 보였습니다.

"효과가 입증되었고 임상 시험으로 추가 개발될 가능성이 있는 치료 후보 물질이 현재 존재합니다."라고 Zhong은 말했습니다. "향후 치료제로 개발될 가능성이 있는 완전히 새로운 종류의 소분자 물질이 등장할 수도 있습니다."

중요한 점은 NCT-503이 혈액-뇌 장벽을 통과하여 뉴런 및 관련 세포에 직접 도달할 수 있다는 점입니다. 이는 이 접근법을 더욱 유망하게 만드는 핵심 요소입니다. 이 분자를 기반으로 한 약물은 경구용 약물로도 개발될 수 있습니다.

알츠하이머병의 발병에는 유전학부터 환경까지 여러 가지 복잡한 요인이 관여하지만, 이처럼 새로운 연구가 나올 때마다 더 효과적인 치료법 개발에 대한 격차가 줄어드는 데 기여합니다.

"안타깝게도 현재 알츠하이머병에 대한 치료 옵션은 매우 제한적입니다."라고 종 박사는 말했습니다. "그리고 현재 치료 반응은 그다지 흥미롭지 않습니다."

해당 연구는 Cell 저널에 게재되었습니다.

바오 응옥(t/h)

출처: https://doanhnghiepvn.vn/cong-nghe/ai-phat-hien-ra-nguyen-nhan-gay-benh-alzheimer-va-co-the-tim-ra-phuong-phap-dieu-tri/20250520101116480