자화 뉴런을 사용하여 파킨슨병 증상 치료

전기심부뇌자극(DBS)은 파킨슨병의 무질서한 움직임을 치료하는 데 잘 확립된 방법입니다. 그러나 사람의 뇌에 전극을 이식하는 것은 신경 세포를 자극하는 침습적이고 부정확한 방법입니다. 연구원들은 ACS에 보고합니다. 나노문자 아주 작은 자석을 사용하여 뇌의 특정 유전자 편집 신경 세포를 무선으로 작동시키는 자기유전학(magnetogenetics)이라는 기술의 새로운 응용입니다. 이 치료법은 주변 뇌 조직을 손상시키지 않고 생쥐의 운동 증상을 효과적으로 완화했습니다.

기존 DBS에서는 배터리 팩이 전선을 통해 전기 신호를 외부로 보내 STN(시상하핵)이라는 뇌 영역의 신경 세포를 활성화합니다. STN 활성화는 떨림, 둔화, 강직 및 비자발적 움직임을 포함한 파킨슨병의 운동 증상을 완화할 수 있습니다. 그러나 뇌출혈 및 조직 손상을 포함한 잠재적인 부작용이 심각할 수 있으므로 DBS는 일반적으로 말기 파킨슨병 환자나 약물로 더 이상 증상을 관리할 수 없는 환자에게 적용됩니다. 덜 침습적인 치료를 향한 한 걸음 더 나아가, 곽민석과 천진우는 동료들과 협력하여 파킨슨병 환자의 운동 기능 장애를 효과적으로 줄이기 위한 무선 방법을 개발했습니다.

무선 기술의 경우, 연구진은 분자가 STN 신경 세포의 표면에 “붙는” 것을 돕기 위해 나노 크기 자석에 항체를 붙였습니다. 그런 다음 그들은 초기 및 말기 파킨슨병을 앓고 있는 쥐의 뇌에 끈끈한 자석을 주입했습니다. STN에 주입되기 전에, 동일한 신경 세포는 외부에서 인가된 약 25밀리테슬라의 자기장에 반응하여 세포 표면의 변형된 자석이 뒤틀릴 때 활성화되도록 하는 유전자로 변형되었습니다. MRI의 강도는 천분의 일입니다.

파킨슨병을 앓고 있는 생쥐의 자화되고 변형된 뉴런의 시연에서 자기장에 노출된 생쥐는 건강한 생쥐와 비슷한 수준으로 향상된 운동 기능을 보여주었습니다. 연구팀은 자기장에 여러 번 노출된 생쥐는 운동 능력 향상의 1/3 이상을 유지한 반면, 한 번 노출된 생쥐는 거의 향상되지 않은 것을 관찰했습니다. 또한, 치료받은 쥐의 신경 세포는 STN 내부와 주변에 심각한 손상을 보이지 않았는데, 이는 이것이 전통적인 이식 DBS 시스템에 대한 더 안전한 대안이 될 수 있음을 시사한다고 연구진은 말했습니다. 연구팀은 무선 자기발생 접근법이 치료 잠재력을 갖고 있으며 초기 또는 말기 파킨슨병은 물론 간질 및 알츠하이머병과 같은 기타 신경 질환을 앓고 있는 사람들의 운동 기능 장애를 치료하는 데 사용될 수 있다고 믿습니다.

저자는 기초 과학 연구소의 자금 지원을 인정합니다.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2024/01/240118150742.htm