2018년 헌팅턴병 치료제 컨퍼런스 – 1일차
팜스프링스에서 열린 2018년 HD 치료제 컨퍼런스에서 발표된 과학 연구를 매일 정리한 내용
제프와 에드가 헌팅턴병 치료제 컨퍼런스에서 소식을 전해드립니다. HD 연구자들의 가장 큰 연례 모임이죠. 올해 컨퍼런스는 그 어느 때보다 규모가 크고 흥미진진합니다.
화요일 오전 – 뇌 연결
화창한 팜스프링스에서 열리는 2018년 HD 치료제 컨퍼런스 첫째 날, 좋은 아침이에요!
컬럼비아 대학교의 루이 코스타가 HD 초기 단계에 기능 이상을 보이는 뇌 회로, 즉 “기저핵”에 대한 논의로 세션을 시작합니다. 이 영역들은 뇌가 어떤 움직임을 실행할지 선택하는 데 도움을 줘요.
UCSF의 필립 스타는 HD에 관심 있는 신경외과 의사입니다. 그는 HD에서 치료 목적의 뇌 수술 사용 역사에 대해 검토하는데, 이는 상당히 제한적이었어요. 스타는 연구자들이 인간 자원봉사자들의 뇌 활동을 몇 달 또는 심지어 몇 년 동안 기록할 수 있게 해주는 새로 개발된 장치들을 청중에게 소개합니다. 정말 멋져요! 스타는 HD 환자의 뇌 세포 활동을 기록한 몇 안 되는 연구자 중 한 명입니다. 파킨슨병 환자의 경우, 스타의 팀은 움직임을 제어하는 회로의 두 가지 다른 부위에서 기록합니다. 그들은 환자들이 특정 증상을 경험할 때 발생하는 뇌 활동 패턴을 확인했어요. 스타는 HD 환자에게서 유사한 기록이 HD의 운동 및 비운동 증상을 모두 이해하는 데 도움이 될 수 있다고 제안합니다.
듀크 대학교의 헨리 인은 쥐를 이용해 움직임을 제어하는 뇌 회로를 연구합니다. 그는 뇌 활동을 무선으로 기록하고 이를 동물의 행동 비디오 기록과 비교할 수 있어요. 인의 연구실은 움직임의 방향과 속도를 제어하는 뇌 회로에 대한 매우 상세한 지도를 만들었습니다. 움직임 문제가 HD의 큰 부분을 차지하기 때문에, 인은 HD 쥐 모델을 연구하기 시작했어요. 인은 HD 쥐가 일반 쥐보다 훨씬 더 가변적인 움직임을 보이며, 목표물에 정확하게 도달하는 데 어려움을 겪는다는 것을 발견했습니다.
UCLA의 발짓 카크는 “성상교세포”라고 불리는 뇌 세포 유형을 연구합니다. 이 세포들은 뇌의 거의 절반을 차지하지만, 잘 이해되지 않고 있어요. 카크의 연구실은 성상교세포를 이해하고, 뇌 질환에서 어떻게 기능 이상을 보이는지에 초점을 맞추고 있습니다. 카크의 연구실은 온전한 뇌에서 성상교세포를 분리하고 노화 과정에서 HD 쥐 모델에서 발생하는 변화를 연구할 수 있는 새로운 도구를 개발했습니다.
다음으로 마리엘 델놈데디유가 HD 치료를 위해 PDE10A라는 뇌 신호 물질을 연구하는 화이자의 5.5년 프로그램에 대해 업데이트합니다. PDE10A 프로그램은 아마릴리스라는 연구로 절정에 달했어요. 임상 시험은 부정적이었습니다. 약물이 HD 증상을 전반적으로 개선하지 못했지만, 당시에도 말했듯이, 신중하게 테스트된 좋은 아이디어였고 우리는 많은 것을 배웠습니다. 6개국 270명의 HD 환자들이 화이자의 PDE10A 차단제 PF-02545920(기억하기 쉽죠!)를 테스트했습니다. 임상 시험 모집은 빠르고 효율적이었습니다. HD 커뮤니티, 정말 잘했어요! 아쉽게도 이 약물은 운동 또는 인지 기능을 개선하지 못했지만, 화이자는 이제 전체 연구에서 나온 방대한 데이터를 분석했습니다. 임상 시험에서는 HD의 여러 측면이 측정되었어요. 이 약물은 상당히 안전하고 내약성이 좋았습니다. 일부 사람들에게서 불수의적인 움직임이 악화되고 졸음을 느꼈지만, 부작용은 시간이 지나면서 가라앉는 듯했습니다. 아마릴리스 연구의 환자들은 모두 “공개 라벨” 연장 연구에서 약물을 계속 복용하도록 초대되었습니다. 공개 라벨은 환자들이 약물을 확실히 받고 있다는 것을 알았다는 의미입니다. 연구에 사용된 기능적 측정치, 즉 일상생활에서 개인이 얼마나 많은 것을 할 수 있는지에 대한 평가에는 변화가 없었습니다. 인지 데이터를 자세히 살펴보면, 몇 주 동안은 성능이 향상되는 듯했지만 그 후에는 이전 상태로 돌아갔다는 시사점이 있었습니다. 하지만 과도하게 해석하지 않도록 주의해야 합니다. 이는 약물과 뇌를 이해하는 데 도움이 될 수 있는 흥미로운 관찰입니다. 몇 가지 컴퓨터화된 운동 기능 측정(q-motor 테스트라고 불림)에서도 단기적인 개선이 있었지만 사라지는 듯한 시사점이 있었습니다. 우리에게 이것은 약물이 뇌의 올바른 부분을 자극할 수 있지만, HD는 정말 풀기 어려운 문제입니다.
화요일 오후 – 줄기세포
오늘 오후 과학 세션은 줄기세포와 재생 의학에 관한 거예요.
“아마릴리스 임상 시험 모집은 빠르고 효율적이었습니다. HD 커뮤니티, 정말 잘했어요!”
시더스 시나이의 클라이브 스벤슨은 피부 세포를 뇌 세포로 바꾸는 연구를 하는 과학자 그룹인 HD iPSC 컨소시엄의 연구를 소개합니다. iPSC는 유도만능줄기세포를 의미해요. 이는 신체에서 채취한 세포를 배아 상태로 착각하게 만들어 근육이나 뇌 세포와 같은 어떤 장기로든 발달할 수 있게 하는 것입니다. 스벤슨은 이러한 iPSC를 사용하여 HD를 연구하기 위해 “칩 위의 뇌” 방법을 사용합니다. 마이크로칩의 작은 공간에서 성장하는 작은 신경 세포 덩어리들은 그들의 성장을 제어하고 반응을 측정할 수 있어요. 이러한 기술은 단순히 줄기세포를 페트리 접시에 넣는 것보다 실제 뇌를 더 정확하게 모델링하는 복잡한 실험을 가능하게 합니다. 스벤슨의 칩 뇌는 실제 뇌처럼 여러 세포 유형과 혈관을 가지고 있어요. 또한 HD 칩 위의 뇌가 약물에 어떻게 반응하는지 볼 수 있습니다. 이것이 헌팅턴병을 모델링하는 줄기세포입니다. 줄기세포를 이용한 HD 치료는 어떻습니까? 손실된 뉴런을 새로운 건강한 뉴런으로 대체하는 것은요? 몇 년 전 몇몇 환자들이 줄기세포 이식을 받았고 잠시 개선이 있었지만 결국 이식된 세포는 죽었습니다. 이제는 환자들에게 새로운 임상 시험을 시작하기 전에 세포를 더 잘 배양하고 올바른 종류의 뇌 세포로 만드는 데 중점을 둡니다. 뉴런, 즉 전기 신호를 사용하여 사고 활동을 하는 뇌 세포는 치료제로 만들기가 정말 어려워요. 성상교세포라고 불리는 다른 뇌 세포 유형을 사용하는 것이 더 쉽고 생산적일 수 있습니다. 성상교세포는 뉴런을 지지하고 연결하는 일종의 뇌 세포입니다. 뉴런보다 쉽게 만들 수 있으며, 뉴런을 지지하는 화학 물질을 만들도록 재프로그래밍할 수 있어요. 우리는 이 화학 물질들을 ‘성장 인자’라고 부르며, GDNF 및 BDNF와 같은 이름을 가지고 있습니다. 스벤슨은 현재 ALS(운동 신경 질환) 치료를 위해 척추에 줄기세포를 주입하는 임상 시험을 진행하고 있습니다.
다음으로 에보텍의 브루노 칠리안이 HD를 유발하는 CAG 유전적 확장을 연구하기 위해 특별히 조작된 줄기세포를 이용한 연구를 발표합니다. 칠리안은 여러 HD 환자로부터 줄기세포를 만드는 대신, ‘정상’ 세포를 채취하여 유전자 공학을 이용해 헌팅턴 유전자에 비정상적으로 긴 CAG 반복 서열을 여러 다른 길이로 부여했어요. 이는 세포들이 CAG 반복 길이만 제외하고 모든 면에서 동일하며, 모든 차이는 그로 인한 것임을 의미합니다. 이러한 방법을 사용하면 다양한 CAG 반복 길이를 가진 수천 개의 세포를 연구하고 컴퓨터를 사용하여 차이점을 파악할 수 있습니다. 과학이 어떻게 작동하는지에 대해 많은 것을 말해주는 멋진 인용문: “우리는 실험을 반복했고, 다행히 다른 문제가 발생했습니다.” 칠리안의 팀은 HD 세포가 일반 세포와 어떻게 다른지 알아내기 위해 이메일 스팸 필터와 유사한 소프트웨어를 사용합니다. 이러한 방법들은 아직 초기 단계이지만, HD 돌연변이가 뇌에서 어떻게 문제를 일으키는지에 대한 새롭고 근본적인 사실을 밝혀낼 수 있습니다.
바르셀로나 대학교의 조셉 카날스는 줄기세포가 뉴런, 즉 HD에서 기능 이상을 보이고 죽는 뇌 세포 유형으로 변하는 과정을 연구합니다. 이 과정을 이해함으로써 카날스의 연구실은 실험실 접시에서 엄청난 수의 뉴런을 배양할 수 있게 되었어요. 이는 기초 연구뿐만 아니라 세포 이식 실험을 위한 건강한 세포의 원천으로서도 유용합니다.
UCI의 레슬리 톰슨은 이전 발표자들과는 약간 다른 방식으로 줄기세포를 사용하고 있습니다. 그녀의 연구실은 HD 쥐의 증상을 개선하기 위해 줄기세포를 뇌에 이식하고 있어요. 이 실험을 위해 10만 개의 세포가 HD 쥐 뇌의 각 절반에 주입된 후, HD와 유사한 행동을 테스트합니다. 이 치료는 쥐의 운동 증상을 크게 개선했어요. 주입된 세포 중 일부는 성숙한 뉴런으로 성장하여 뇌의 다른 뉴런과 연결을 형성하며, 이는 주입된 세포가 기능적임을 시사합니다. 톰슨의 팀은 가까운 미래에 인간 임상 시험으로 나아가는 데 관심이 있습니다.
아스테리아스 바이오테라퓨틱스의 제인 렙코프스키는 그녀의 경우 척수 손상 치료를 위해 줄기세포를 사용하는 데에도 관심이 있습니다. 그녀는 임상 시험에서 줄기세포를 사용하는 경로를 설명하며 줄기세포 세션을 마칩니다. 세포를 치료제로 사용하는 것은 강력하지만, 인간 연구를 수행하기 전에 신중하게 해결해야 할 여러 합병증이 따릅니다. 아스테리아스는 여러 임상 시험에서 척수 손상 환자에게 줄기세포를 전달했으며, 따라서 그들의 경험은 HD에 대한 유사한 연구에 관심 있는 연구자들에게 큰 도움이 될 것입니다.
