새로운 연구에서는 알츠하이머병 치료제 개발을 가속화할 수 있는 '미니 두뇌'를 입증했습니다.

서스캐처원 대학교(USask) 연구원은 혁신적인 새로운 방법을 사용하여 알츠하이머병을 진단하고 치료하기 위해 줄기 세포에서 소형 유사 기관을 만들고 있습니다.

타일러 웬젤(Tyler Wenzel) 박사(박사)가 처음 줄기세포로 소형 뇌를 만드는 아이디어를 떠올렸을 때, 그는 자신의 창작물이 얼마나 성공적일지 전혀 예상하지 못했습니다. 이제 Wenzel의 "미니 뇌"는 알츠하이머 및 기타 뇌 질환을 진단하고 치료하는 방식에 혁명을 일으킬 수 있습니다.

“우리는 우리의 미친 아이디어가 성공할 것이라고는 꿈에도 생각지 못했습니다.”라고 그는 말했습니다. "이 [미니 뇌]는 혈액으로 만든 진단 도구로 사용될 수 있습니다."

의과대학 정신의학과 박사후 연구원인 Wenzel은 Darrell Musso 박사의 지시에 따라 '미니 뇌'(더 공식적으로는 독특한 대뇌 오가노이드 모델)에 대한 아이디어를 개발했습니다. 다.

인간 줄기 세포는 신체의 거의 모든 세포로 조작될 수 있습니다. Wenzel은 인간 혈액에서 채취한 줄기 세포를 사용하여 누군가가 다시 매끄럽게 하려고 한 껌 조각을 시각적으로 연상시키는 약 3mm 크기의 소형 인공 장기를 만들 수 있었습니다.

이러한 '미니 뇌'는 혈액 샘플에서 줄기 세포를 생성한 다음 해당 줄기 세포를 기능하는 뇌 세포로 전환하여 생성됩니다. 연구를 위해 작은 합성 오가노이드를 사용하는 것은 새로운 개념은 아니지만 Wenzel 연구실에서 개발된 "미니 두뇌"는 독특합니다. Frontiers of Cellular Neuroscience 저널에 게재된 Wenzel의 논문에 요약된 바와 같이, 그의 연구실의 뇌는 네 가지 유형의 뇌 세포로 구성되어 있는 반면, 대부분의 뇌 소기관은 뉴런만으로 구성되어 있습니다.

테스트에서 Wenzel의 '미니 뇌'는 성인 인간의 뇌를 더 정확하게 반영하여 알츠하이머병과 같은 성인 환자의 신경학적 상태에 대한 더 자세한 연구를 가능하게 했습니다.

그리고 알츠하이머병 환자의 줄기 세포로 만들어진 '미니 뇌'의 경우, Wenzel은 인공 장기가 알츠하이머 병리를 더 작은 규모로 나타낸다고 판단했습니다.

"줄기세포가 인체의 어떤 세포라도 될 수 있다면 '우리가 전체 기관과 유사한 것을 만들 수 있을까?'라는 질문이 생길 것입니다."라고 Wenzel은 말했습니다. "우리가 이것을 개발하는 동안 나는 이것이 정말로 인간의 두뇌라면, 환자가 알츠하이머와 같은 질병을 앓고 있고 우리가 그들을 '미니 뇌'로 키우면 이론적으로 그 작은 뇌가 알츠하이머병에 걸릴 것이라는 미친 생각을 했습니다.".

Wenzel은 이 기술이 특히 농촌 및 외딴 지역 사회에서 알츠하이머병 환자에게 의료 서비스를 제공하는 방식을 바꿀 수 있는 잠재력이 있다고 언급했습니다. 이 획기적인 연구는 이미 캐나다 알츠하이머 협회의 지원을 받았습니다.

Wenzel과 그의 동료들이 환자가 다른 곳으로 이동할 필요 없이 상대적으로 유통기한이 길고 택배로 보낼 수 있는 소량의 혈액 샘플만을 사용하여 알츠하이머병과 같은 신경 질환을 진단하고 치료할 수 있는 신뢰할 수 있는 방법을 만들 수 있다면 이를 통해 병원이나 전문 진료소에서 의료 자원을 크게 절약하고 환자의 부담을 줄일 수 있습니다.

"이론적으로 이 도구가 우리가 생각하는 대로 작동한다면 La Loche나 La Ronge에서 대학으로 혈액 샘플을 보내서 그런 식으로 진단할 수 있습니다."라고 그는 말했습니다.

'미니 두뇌'에 대한 초기 개념 증명은 매우 고무적이었습니다. 즉, Wenzel의 다음 단계는 테스트를 더 큰 환자 풀로 확장하는 것입니다.

연구원들은 '미니 뇌' 연구 범위를 확대하는 데에도 관심이 있습니다. "미니 뇌"가 다른 뇌 질환이나 신경학적 상태를 정확하게 반영한다는 것을 확인할 수 있다면 진단 속도를 높이거나 환자의 약물 효과를 테스트하는 데 사용될 수 있다고 Wenzel은 말했습니다.

예를 들어 Wenzel은 서스캐처원 주에서 정신과 의사를 만나려면 대기 시간이 길다는 점을 지적했습니다. 우울증 환자에게 어떤 항우울제가 가장 효과적인지 테스트하는 데 '미니 브레인'을 사용할 수 있다면 의사를 방문하고 처방을 받는 데 걸리는 시간을 크게 줄일 수 있습니다.

페트리 접시의 "미니 뇌" - 알츠하이머 환자의 줄기 세포에서 생성된 오가노이드가 알츠하이머 병리를 더 작은 규모로 나타냅니다. 출처: USask/David Stobbe.

전직 고등학교 과학 교사였으며 연구 및 학계의 세계로 전향한 Wenzel은 자신의 작업에 대해 자신을 흥분시키는 것은 '연구의 필수 요소', 즉 가설을 세우고 실험을 통해 이를 테스트하는 것에 있다고 말했습니다..

초기 '미니 브레인'의 놀라운 성공은 너무도 놀라웠기 때문에 Wenzel은 아직도 그것에 대해 이해할 수 없다고 인정했습니다.

"아직도 믿기지 않지만 이런 일이 일어났다는 사실 자체가 믿을 수 없을 정도로 동기를 부여합니다."라고 Wenzel은 말했습니다. "이것은 사회에 영향을 미치고 실질적인 변화를 가져오고 변화를 만들어 낼 수 있는 무언가를 제공합니다. 의학계의 지형을 바꿀 잠재력이 있습니다."

이번 연구 결과는 Frontiers in Cellular Neuroscience 저널에 게재된 논문에 자세히 나와 있습니다.