AI, 알츠하이머병 원인 밝혀내 치료법 개발 가능

시를 짓는 것부터 복잡한 패턴을 인식하는 것까지 모든 분야에 널리 사용되는 기술인 인공지능(AI)이 알츠하이머병에 관한 대규모 연구에서 핵심적인 역할을 수행했습니다. 캘리포니아 대학교 샌디에이고(UC San Diego)의 과학자 들이 수행한 연구에서는 AI를 사용하여 질병의 표지일 뿐만 아니라 직접적인 원인이 될 수 있는 유전자를 식별했습니다.

연구의 초점은 포스포글리세르산 탈수소효소(PHGDH)라는 효소와 이를 암호화하는 유전자였습니다. 이전에 연구자들은 PHGDH가 알츠하이머병이 빠르게 진행되는 사람들에게서 더 활동적이라는 사실을 발견했습니다. 그러나 PHGDH와 알츠하이머병 사이의 연관성은 아직 불분명합니다.

연구팀은 AI를 사용하여 PHGDH 효소의 3차원 구조를 모델링함으로써 이전에는 알려지지 않았던 효소의 기능, 즉 특정 유전자를 켜고 끄는 능력을 발견했습니다. 추가 분석 결과, PHGDH는 염증을 조절하고 노폐물을 제거하는 역할을 하는 뇌 세포인 성상세포의 두 유전자와 상호 작용할 수 있는 것으로 나타났습니다. 이러한 간섭은 알츠하이머병의 근본적인 메커니즘 중 하나로 여겨지며, 따라서 PHGDH와 이 질병 사이의 연관성을 설명합니다.

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.

다음으로, 과학자들은 PHGDH 활동을 부분적으로 억제하는 것을 목표로 했습니다. 구체적으로는 필수적인 효소 기능은 유지하면서 성상세포의 유전자를 조절하는 능력을 차단하는 것을 목표로 했습니다. 이를 통해 연구팀은 기준을 충족하는 NCT-503이라는 분자를 찾아냈습니다. AI는 이 분자와 PHGDH 사이의 상호 작용을 시뮬레이션하는 데 추가로 사용되었으며, NCT-503이 원치 않는 유전자의 켜짐과 꺼짐을 방지하는 PHGDH의 "포켓"에 결합할 수 있음을 보여주었습니다.

정식 치료제로 개발되기까지는 더 많은 시간이 필요하지만, 연구 결과에 따르면 NCT-503은 알츠하이머병 마우스 모델에서 PHGDH의 손상 활동을 약화시킬 수 있는 것으로 나타났습니다. 특히, NCT-503을 투여받은 쥐는 기억력 검사에서 현저한 개선이 나타났고, 불안은 감소했습니다.

종 박사는 "이제 효과가 입증된 치료 후보 물질이 나왔고, 임상 시험으로 더욱 발전될 가능성이 있습니다."라고 말했습니다. "미래의 치료법으로 개발될 수 있는 완전히 새로운 종류의 소분자가 존재할 가능성이 있습니다."

특히 중요한 점은 NCT-503이 혈액-뇌 장벽을 통과해 신경 세포와 관련 세포에 직접 도달할 수 있다는 점입니다. 이는 이 치료법을 더욱 유망하게 만드는 핵심 요소입니다. 이 분자를 기반으로 한 약물은 경구용 약물로 개발될 수도 있습니다.

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

종 박사는 "안타깝게도 현재 알츠하이머병에 대한 치료 옵션은 매우 제한적입니다."라고 말했습니다. "그리고 현재 치료에 대한 반응은 주목할 만한 것이 아닙니다."

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