근위축성 측삭 경화증, 다발성 경화증, 파킨슨병과 같은 신경 퇴행성 질환은 모두 질병이 진행됨에 따라 환자의 삶의 질을 크게 떨어뜨리는 치명적인 영향을 미칩니다. 따라서 조기 발견과 치료가 중요합니다. 하지만 이러한 질병의 대부분은 조기 발견에 상당한 장벽이 존재합니다. 파킨슨병도 예외는 아닙니다.
파킨슨병은 전 세계 수백만 명에게 영향을 미치지만, 정교한 임상 환경에서도 초기 단계에서 진단하기는 상대적으로 어렵습니다. 다행히도 미네소타 대학교의 연구진이 신경 퇴행성 질환의 조기 발견에 사용할 수 있는 새로운 시각적 진단 기술을 개발했습니다. “모세혈관 기반 떨림 유도 전환 분석(Cap-QuIC)을 통한 잘못 접힌 알파-시누클린 및 프리온의 시각적 검출”이라는 제목의 이 연구는 최근 npj 바이오센싱에 게재되었습니다. 이 프로토콜은 신경학적 검사 표준에 큰 영향을 미칠 수 있습니다.
신경 퇴행성 질환의 조기 진단을 가로막는 장벽
안타깝게도 파킨슨병의 많은 진단은 임상 환경에서 관찰되는 외부 증상에서 비롯됩니다. 이러한 증상에는 인지 기능 저하, 운동 장애, 반복적인 낙상 등이 있습니다. 환자가 이러한 눈에 띄는 증상이 나타날 때는 이미 질병이 상당히 진행된 경우가 많기 때문에 치료 옵션이 제한되는 경우가 많습니다. 따라서 조기 발견 방법이 절실히 요구됩니다.
신경 퇴행성 질환을 조기에 발견하려면 일반적으로 고가의 고도로 정교한 장비가 필요하기 때문에 많은 환자와 의료진이 접근하기 어렵습니다. 하지만 이제 앞서 언급한 미네소타 대학교 연구진이 잠재적인 조기 발견을 위한 시각적 방법을 발견했습니다. 이 방법은 질병 상태를 나타낼 수 있는 뇌의 기형 알파-시누클레인 단백질의 표면 특성에 초점을 맞추고 있습니다. 새로운 프로토콜을 사용하면 값비싸고 접근하기 어려운 장비를 사용하지 않고도 이러한 단백질을 육안으로 관찰할 수 있습니다. 이는 특히 정밀 검사 장비를 이용할 수 없는 외딴 지역이나 자원이 부족한 지역에서 질병의 조기 발견을 향상시킬 수 있습니다.
신경 퇴행성 질환 마커의 시각적 분석
정상 단백질과 질병 관련 알파-시누클레인 단백질의 차이를 관찰하기 위해 연구팀은 임상 환경에서 생물학적 물질을 담을 수 있도록 설계된 작은 시험관인 유리 모세관을 사용했습니다. 연구진은 중성 액체로 둘러싸인 튜브 안에 단백질을 넣어 액체 이동의 차이를 관찰할 수 있었으며, 이러한 차이는 단백질 표면 특성의 변형으로 인해 발생합니다. 모세혈관에서는 잘못 접힌 단백질이 포함된 액체의 표면이 원래 단백질이 포함된 액체에 비해 덜 오목한 반월상 연골을 보였습니다. 즉, 병에 걸린 단백질은 정상 단백질과 비교했을 때 눈에 띄게 다른 방식으로 움직였습니다. 연구진은 이 프로토콜을 Cap-QuIC(모세혈관 강화 떨림 유도 변환)라고 명명했습니다.
연구진은 사슴에 영향을 미치는 신경 퇴행성 질환인 만성 소모성 질환에 감염된 야생 흰꼬리 사슴의 조직을 대상으로 이 기술을 테스트했습니다. 그 결과, 연구팀은 Cap-QuIC이 높은 신뢰도로 샘플을 분류할 수 있음을 입증했습니다. 논문의 시니어 공동 저자인 오상현 교수는 “Cap-QuIC 절차는 신경 퇴행성 질환 현장 진단의 주요한 진전을 의미합니다.”라고 말했습니다. “진단 과정을 간소화함으로써 파킨슨병을 조기에 진단할 수 있어 효과적인 관리와 치료에 중요한 역할을 할 수 있습니다.”
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이 새로운 방법을 사용하면 연구자들은 이제 육안으로 감염된 샘플을 구별할 수 있어 검사 접근성과 비용 효율성을 높일 수 있습니다. 이는 일상적인 검진에서 더 빠르고 정확하게 질병을 발견할 수 있었던 연구진의 이전 진단 기술을 기반으로 합니다. 이와 같은 기술을 통해 파킨슨병과 같은 신경 퇴행성 질환에 대한 검사가 전 세계 환자들에게 더 빠르고, 더 저렴하고, 더 쉽게 다가갈 수 있게 될 것입니다. 이러한 수준의 향상된 감지 능력은 파킨슨병 환자뿐만 아니라 보호자의 삶의 질 향상에도 도움이 될 수 있습니다.
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