척수 완전 손상은 손상 부위 아래 모든 사지와 근육의 완전한 마비를 초래합니다. 그러나 이제 EPFL 과학자들은 신경을 재생하고 보행 능력을 회복할 수 있는 새로운 유전자 치료법을 생쥐에서 시연했습니다.
시대에 뒤떨어진 기술 용어를 사용하면 척수는 신체의 정보 고속도로입니다. 뇌와 신체의 나머지 부분 사이의 메시지는 믿을 수 없을 만큼 빠른 속도로 두꺼운 신경 다발을 따라 이동합니다. 따라서 이 경로의 손상은 환자를 쇠약하게 만들어 환자가 영향을 받은 부위에서 감각이나 움직임을 느끼지 못하게 될 수 있습니다.
당연히 이러한 부상을 복구하는 새로운 방법을 찾는 것이 연구의 핵심 영역이며, 최근 연구에서는 손상된 부위를 우회하는 임플란트, 신경 세포 이식, 신경 재생을 자극하는 데 도움이 되는 단백질, 분자 또는 화합물을 사용하여 어느 정도 성공을 거두었습니다. EPFL 팀은 이전에 신경 섬유를 재생하기 위해 유전자 치료법을 사용하려고 시도했지만 성공이 제한적이었습니다.
이번 연구의 수석 저자인 마크 앤더슨(Mark Anderson)은 “5년 전 우리는 해부학적으로 손상되지 않은 척수 손상에서 신경 섬유가 재생될 수 있다는 것을 입증했습니다. "그러나 우리는 또한 새로운 섬유가 병변 반대편의 올바른 위치에 연결되지 않았기 때문에 이것이 운동 기능을 회복하기에 충분하지 않다는 것을 깨달았습니다."
이 문제를 해결하기 위해 연구자들은 척수 부분 손상 후 자연적인 복구 과정을 연구했습니다. 연구팀은 단일 세포 핵 RNA 시퀀싱이라는 기술을 사용하여 운동 기능을 복원하기 위해 수리해야 하는 특정 축삭을 확인하고 부상 반대편에서 올바른 표적을 찾는 방법을 확인했습니다.
분석을 통해 연구자들은 여러 가지 방법으로 동시에 신경 재연결을 촉진하는 새로운 유전자 치료법을 개발했습니다. 이 치료법은 특정 신경 성장 프로그램을 활성화하여 주요 신경 섬유를 재생합니다. 손상된 조직에서 뉴런의 성장을 돕는 특정 단백질을 상향 조절합니다. 그리고 재생된 신경을 반대쪽의 목표로 안내하는 분자를 추가합니다.
척수 손상이 완전히 발생한 쥐를 대상으로 한 실험에서 연구팀은 치료를 받은 동물이 부분 부상에서 회복된 쥐와 비슷한 걸음걸이로 몇 달 안에 걸을 수 있는 능력을 회복했다는 사실을 발견했습니다.
이 치료법이 인간에게 사용되기 전에 해야 할 일이 많이 남아 있지만, 팀은 이것이 궁극적인 목표를 향한 중요한 단계라고 말합니다.
이번 연구의 수석 저자인 Grégoire Courtine은 “우리는 우리의 유전자 치료법이 척수의 전기 자극과 관련된 다른 절차와 시너지 효과를 발휘할 것으로 기대합니다.”라고 말했습니다. "우리는 척수 손상을 치료하기 위한 완벽한 솔루션에는 두 가지 접근 방식, 즉 관련 신경 섬유를 재생시키는 유전자 치료와 신경 섬유와 손상 아래 척수의 운동 생성 능력을 최대화하는 척수 자극이 필요하다고 믿습니다."
해당 연구는 사이언스 저널에 게재됐다. 연구팀은 아래 영상에서 작업에 대해 설명합니다.