과학기술정보통신부(장관 이종호, 이하 ‘과기정통부’)와 한국연구재단(이사장 이광복, 이하 ‘연구재단’)은 이달의 과학기술인상 6월 수상자로 한국과학기술원(KAIST) 생명과학과 김찬혁 교수를 선정했다고 밝혔다.
‘이달의 과학기술인상’은 우수한 연구개발 성과로 과학기술 발전에 공헌한 연구개발자를 매월 1명씩 선정하여 과기정통부 장관상과 상금 1천만 원을 수여하는 상이다.
과기정통부와 연구재단은 김찬혁 교수가 환자의 면역체계를 이용한 새로운 기전의 알츠하이머 치료제를 개발하여 퇴행성 뇌 질환 치료의 단초를 마련하고 한국 바이오 신약 기술의 위상을 강화한 공로를 높게 평가했다고 밝혔다.
세계적으로 인구 고령화에 따라 퇴행성 뇌 질환인 알츠하이머병 환자 수가 급격히 증가하고 있지만, 아직까지 근본적인 치료제가 개발되지 않아 치료와 돌봄을 위한 의료 비용 및 각종 사회적 비용이 증가하고 있다.
치매의 가장 큰 원인인 알츠하이머병은 뇌 안에서 비정상적으로 발생한 베타 아밀로이드 펩타이드의 이상 축적 및 타우 단백질의 엉킴으로 인해 발생하며, 시냅스 손상과 세포 독성을 일으키고 신경 세포에 악영향을 끼치는 것으로 알려졌다.
최근 베타 아밀로이드를 제거하는 항체 치료제가 미국식약처의 허가를 받았다. 하지만, 면역반응을 통해 병원균을 제거하는 항체의 특성 상 뇌 안에 염증반응 부작용이 유도되고, 그 결과 인지기능 회복에도 악영향을 미칠 수 있다는 한계가 지적되었다.
김찬혁 교수 연구팀은 몸속 세포가 끊임없이 사멸하고 생성되는 과정 중 죽은 세포들을 제거하는 포식작용에서 문제 해결의 실마리를 찾았다.
연구팀은 포식작용에 관여하는 단백질 Gas6를 인위적으로 변형시켜, Gas6이 죽은 세포 대신 베타 아밀로이드를 제거하는 새로운 기전의 치료제를 개발하였다. 실험 결과 재조합된 단백질(anti-Abeta-Gas6)은 염증반응 없이 베타 아밀로이드를 제거했으며, 뇌 신경세포 사멸 같은 부작용도 거의 일어나지 않았다.
또한 연구팀은 알츠하이머 질병 생쥐 모델 실험을 통해 재조합된 단백질이 염증반응 없이 뇌 속에 축적된 베타 아밀로이드의 양을 현저하게 줄이는 것을 관찰하였다. 이들 생쥐 모델은 손상된 인지능력 및 기억력이 항체 치료제 투여 시 보다 더 높은 수준으로 회복되었다. 관련 연구성과는 국제학술지 ‘네이처 메디슨(Nature Medicine)’에 2022년 8월 4일 온라인 출판되었다.
김찬혁 교수는 “환자의 면역체계를 조절해 질병을 치료하는 면역치료는 지난 10년간 항암치료에서 매우 중요한 치료분야로 자리매김하였으며, 앞으로 10년은 그 원리가 퇴행성 뇌질환 치료에 확대 적용되어 지금까지 효과적인 치료제가 존재하지 않았던 난치성 질환의 돌파구를 제시할 것으로 확신한다”라며 “이번 연구가 그러한 흐름에 보탬이 되어 고통받는 환자들과 그 가족들에게 도움이 되길 희망한다”라고 밝혔다.
