미국 캘리포니아대학교 데이비스 수의대 연구진은 진행성 신경퇴행성 질환에 대한 연구와 진단을 위한 새로운 바이오마커 및 치료제 개발에 희망을 안겨주는 연구결과를 발표했다.
연구진이 발표한 연구 2건은 희귀한 유전성 질환인 프리드라이히 운동실조(Friedreich's ataxia)에 대한 것으로 데이비스 수의대 생화학자인 지노 코르토파시 교수가 공동 저자로 참가했다.
프리드라이히 운동실조는 척추 내 점진적인 신경퇴행과 근육 약화, 심장병, 당뇨병 등이 나타날 수 있는 질환으로 미국에서는 약 6000명의 환자가 있는 것으로 추산되고 있다.
연구결과는 국제학술지 인간분자유전학(Human Molecular Genetics)에 실렸다.
프리드라이히 운동실조는 세포의 화학적 에너지를 만들어내며 세포 성장, 기능, 사멸에 있어 핵심적인 역할을 담당하는 미토콘드리아의 기능장애로 인해 발생하는 중증 질환 중 하나다.
현재 미국 식품의약국이 프리드라이히 운동실조 같은 미토콘드리아 관련 질환에 치료제로 승인한 의약품은 없는 실정이다.
프리드라이히 운동실조는 프라탁신(frataxin)이라는 단백질의 유전적 결함으로 인해 발생하지만 어떻게 이러한 결함이 뉴런 사멸과 근육 퇴화로 이어지는지는 정확히 규명되지 않았다.
새로운 연구에 따르면 프라탁신 단백질의 상실은 프리드라이히 운동실조 환자의 혈액과 피부 세포에서 미토콘드리아 수의 감소를 유발하는 것으로 나타났다. 이 단백질이 결핍된 쥐는 미토콘드리아의 수가 더 적은 것으로 관찰됐다.
코르토파시 교수는 이번에 새로 알게 된 지식에 대한 응용 방법이 크게 두 가지가 있다고 밝히며 “프라탁신 결핍이 미토콘드리아 부족 상태를 유발한다는 점을 알게 됨에 따라 미토콘드리아 수를 프리드라이히 운동실조 환자들의 질병 중증도 및 진행을 판단하는 바이오마커로 이용할 수 있을 것”이라고 설명했다. 또한 “이러한 바이오마커는 이 질환에 대한 새로운 치료제의 효과성을 평가할 때도 사용할 수 있을 것”이라고 부연했다.
또 다른 연구에서 코르토파시 교수를 비롯한 연구진은 재발형 다발성 경화증과 건선, 자가면역 피부질환 등에 승인된 디메틸푸마르산염(dimethyl fumarate, 텍피데라)을 시험했다. 이 약물은 염증 예방을 돕고 세포를 보호하는 것으로 알려져 있다.
연구진은 인간 섬유아세포와 쥐, 다발성 경화증 환자를 대상으로 약물 효과를 조사했다. 시험 결과 이 약물이 인간 피부 섬유아세포와 쥐 조직, 인간 환자에서 미토콘드리아 수를 증가시키고 미토콘드리아성 유전자 발현을 향상시킨다는 점이 밝혀졌다.
코르토파시 교수는 “종합해보면 이러한 결과는 DMF(dimethyl fumarate)가 미토콘드리아 이상이 일정 부분 관여해 발생하는 근육질환들의 증상을 완화할 가능성이 있다는 것을 보여준다”고 주장했다.
코르토파시 교수는 2011년에 익스첼 파마(Ixchel Pharma)라는 기업을 설립해 프리드라이히 운동실조나 다른 미토콘드리아성 질환을 앓는 환자들을 위한 치료제를 찾고 있다.
이 연구에 대해 미국 코넬대학교 웨일코넬 의과대학의 뇌·정신연구소 지오반니 만프레디 교수는 “프리드라이히 운동실조와 미토콘드리아성 질환에 대한 병리학적 이해에 중대한 기여를 하는 획기적인 연구”라고 평가했다.
영국 케임브리지대학교 MRC(Medical Research Council) 미토콘드리아생물학부문 마이크 머피 박사는 “DMF는 전 세계적으로 수년간 사용돼 온 잘 알려진 약물”이라며 “새로운 의약품을 개발하기 위해 필요한 시간과 돈을 고려할 때 이미 잘 알려진 물질의 새로운 용도를 발견하는 것은 희귀질환을 앓는 사람들에게 큰 희망을 주는 것”이라고 강조했다.
