뇌졸중이 발생하면 사망을 막기 위해 뇌로 가는 혈류를 신속하게 회복시켜야 한다. 혈전을 용해하는 약물을 투여하거나 외과적 시술을 통해 혈전을 제거해 혈관을 다시 열어주는 것이다. 그러나 이러한 갑작스러운 혈액 순환 재개는 뇌세포 손상, 염증 유발, 영구적인 장애 위험 증가로 이어질 수 있다.
이러한 문제를 단숨에 해결할 수 있는 치료법이 개발됐다. 《신경치료학(Neurotherapeutics)》에 이번 달 발표된 연구에 따르면 미국 노스웨스턴대 연구진은 혈류가 회복된 후 중요한 시기에 뇌를 보호하도록 설계된 주사형 재생 나노물질을 개발했다.
연구진은 먼저 쥐의 혈류를 차단해 가장 흔한 형태의 허혈성 뇌졸중을 겪게 했다. 이후 허혈성 뇌졸중 환자에게 혈류를 회복시키는 과정(재관류)과 똑같은 방법으로 혈류를 복원했다.
연구진은 재관류 직후 정맥 주사 치료법을 시험했다. 이 주사형 치료법은 ‘초분자 치료 펩타이드(STP)’ 기술을 기반으로 한다. 2021년 발표된 연구에 따르면 STP 기반 치료법은 심각한 척수 손상 부위에 단 한 번의 주사만으로 마비를 되돌리고 조직을 복구시켰다. 이러한 능력으로 ‘춤추는 분자(dancing molecules)’라는 별명을 얻으며 주목을 받았다.
연구진은 치료제가 혈류로 들어갈 때 발생할 수 있는 혈전 형성을 방지하고 혈뇌 장벽을 쉽게 통과할 수 있게 춤추는 분자의 농도를 낮췄다. 연구진은 주사 치료 후 7일 동안 쥐를 관찰했다.
연구 결과 춤추는 분자로 치료받은 쥐는 뇌 조직 손상이 현저히 적었고, 염증 징후와 과도하고 유해한 면역 반응 징후도 감소했다. 독성이나 면역 체계 거부 반응과 같은 심각한 부작용이나 생체 적합성 문제는 발견되지 않았다.
연구진은 “혈전이 생기면 유해 분자들이 축적되는데, 혈전이 제거되면 이러한 유해 물질들이 혈류로 방출돼 추가적인 손상을 일으킨다”며 “하지만 춤추는 분자들은 항염증 작용을 통해 이러한 영향을 상쇄하고 동시에 신경망 복구를 돕는다”고 설명했다.
이 치료법의 비밀은 분자들의 집단적인 움직임을 조절해 끊임없이 움직이는 세포 수용체를 찾아 제대로 결합하도록 하는 데 있다. 이 치료법은 신경 세포가 스스로 회복하도록 유도하는 신호를 보낸다. 신경 섬유가 다시 자라 다른 신경 세포와 연결돼 손상된 신경 전달을 복구하도록 도울 수 있는 것이다.
연구진은 “이 치료법은 이차 손상을 줄이고 회복을 돕는다는 점에서 기존 뇌졸중 치료법과 병행해 효과를 발휘할 수 있다는 것을 보여줬다”고 말했다.
