모든 곳의 쥐들이 조심스럽게 낙관하고 있는 가운데, 국제 연구팀이 나노입자를 이용한 잠재적인 알츠하이머 돌파구를 발표했다. 이 나노입자들은 약물을 운반하는 것뿐만 아니라 그 자체가 약물이다. 이 미세한 과잉 성취자들은 뇌가 자체 청소 서비스를 복원하도록 도와, 뉴런을 매우 불행하게 만드는 독성 단백질 축적을 극적으로 감소시킨다.

카탈루냐 생명공학 연구소(IBEC)와 쓰촨대학교 화시병원(WCHSU)이 주도하고 영국 친구들의 약간의 도움을 받은 이 연구는 'Signal Transduction and Targeted Therapy' 저널에 게재되었다. 왜냐하면, 분명히 쥐의 알츠하이머를 치료하는 것은 이제 화요일 일이 되었기 때문이다.

연구팀은 손상된 뉴런을 직접 공격하는 대신, 뇌의 독점 클럽에 무엇이 들어올지 결정하는 까다로운 경비원인 혈액-뇌 장벽(BBB)을 표적으로 삼았다. 알츠하이머병에서는 이 장벽이 잘못된 무리를 들여보내기 시작하고, 유해한 단백질이 파티에 난입하여 인지 저하를 초래한다. 연구팀은 '초분자 약물'이라고 부르는 생체활성 나노입자를 설계하여 경비원을 고치고 뇌의 폐기물 제거 시스템을 정상 궤도로 되돌렸다.

이제 뇌는 관리가 많이 필요한 기관이다. 성인의 경우 신체 전체 에너지의 약 20%를 소비하며, 어린이의 경우 그 수치가 무려 60%까지 치솟는다. 이 중독을 해결하기 위해 뇌는 약 10억 개의 모세혈관으로 이루어진 터무니없이 조밀한 혈관 네트워크에 의존하며, 거의 모든 뉴런이 개인 혈액 공급을 가지고 있다. 마치 뇌가 자체 고속도로 시스템을 가지고 있는 것과 같으며, 그 시스템이 막히면 상황이 나빠진다.

점점 더 많은 과학자들이 혈관 손상이 알츠하이머의 부작용일 뿐만 아니라 질병을 유발할 수 있다고 믿고 있다. 혈액-뇌 장벽의 붕괴는 초기 인지 저하와 독성 단백질 축적 증가와 관련이 있다. 정상적인 조건에서 BBB는 아밀로이드-베타(Aβ)와 같은 노폐물을 제거하는 데 도움을 주는데, 이는 그 악명 높은 플라크를 형성하는 끈적한 단백질이다. 그러나 알츠하이머에서는 처리 시스템이 실패하여 뇌가 저장강박증 환자의 천국이 된다.

치료법을 테스트하기 위해 연구팀은 높은 수준의 아밀로이드-베타와 진행성 인지 저하를 보이는 유전자 조작 쥐, 즉 본질적으로 쥐 알츠하이머를 사용했다. 쥐들은 나노입자를 3회 투여받았고, 결과는 놀라울 정도로 빨랐다.

"주사 후 단 1시간 만에 뇌 내 Aβ 양이 50-60% 감소하는 것을 관찰했습니다,"라고 쓰촨대학교 화시병원의 공동 제1저자이자 유니버시티 칼리지 런던(UCL)의 박사 과정 학생인 Junyang Chen이 말했다. 그것은 대부분의 사람들이 자동차 열쇠를 찾는 것보다 빠르다.

장기적인 효과는 더욱 인상적이었다. 한 실험에서 연구자들은 12개월 된 쥐(대략 60세 인간에 해당)를 치료하고 6개월 후, 인간 나이로 약 90세가 되었을 때 확인했다. 고령에도 불구하고 쥐는 활기찬 젊은이처럼 행동했으며 알츠하이머 관련 쇠퇴의 징후가 없었다. 그것은 90세 노인이 마라톤을 완주하는 것과 같은 신경학적 등가물이다.

"장기적인 효과는 뇌의 혈관계를 복원하는 데서 옵니다. 우리는 그것이 캐스케이드처럼 작동한다고 생각합니다: 아밀로이드-베타(Aβ)와 같은 독성 물질이 축적되면 질병이 진행됩니다. 그러나 혈관계가 다시 기능할 수 있게 되면 Aβ와 다른 유해 분자를 제거하기 시작하여 전체 시스템이 균형을 회복할 수 있습니다. 놀라운 점은 우리의 나노입자가 약물로 작용하여 이 제거 경로를 정상 수준으로 되돌리는 피드백 메커니즘을 활성화하는 것 같다는 것입니다,"라고 연구를 이끈 IBEC의 ICREA 연구 교수 Giuseppe Battaglia가 설명했다.

비밀 소스는 LRP1이라는 단백질로, 혈액-뇌 장벽에서 분자 경비원 역할을 한다. 일반적으로 LRP1은 아밀로이드-베타를 인식하고 결합하여 뇌에서 혈류로 호송하여 처분한다. 그러나 그 과정은 까다롭다: LRP1이 너무 꽉 잡으면 수송 시스템이 막힌다.