집속초음파(focused ultrasound)로 혈뇌장벽(BBB: blood-brain barrier)을 일시적으로 열 수 있다는 연구결과가 나왔다.
알츠하이머 치매 치료에 가장 어려운 문제 중 하나가 혈뇌장벽인 만큼 이는 치매 치료에 새로운 길을 열어 줄 수 있을 것으로 기대된다.
혈뇌장벽은 뇌혈관 벽에 특수 세포와 물질들이 밀집해 마치 `지퍼`(zipper)처럼 단단하게 조여진 곳으로 중요한 영양소만 선택적으로 뇌로 들여보내고 해로운 물질은 차단하는 한편 뇌의 노폐물을 내보내는 기능을 수행한다. 그러나 이 때문에 뇌 질환 치료에 도움이 되는 약물도 뇌에 전달하기가 쉽지 않다.
미국 웨스트 버지니아대학 신경과학연구소의 알리 레자이 박사 연구팀은 MRI 유도 저강도 집속초음파(MRI-guided low-intensity focused ultrasound)로 초기 치매 환자의 혈뇌장벽을 일시적으로 여는 데 성공했다고 사이언스 데일리가 3일 보도했다.
열려진 혈뇌장벽은 24시간 안에 다시 닫혔다.
MRI 유도 집속초음파는 환자를 MRI 기기에 눕게 하고 머리에 헬멧을 씌운 다음 원하는 뇌 부위에 정확하게 초음파를 쏘는 것이다.
헬멧에는 여러 방향으로 초음파를 보낼 수 있는 1천 개가 넘는 변환기(transducer)가 장치돼 있다.
연구팀은 61세, 72세, 73세의 초기 치매 환자 3명을 대상으로 기억을 담당하는 특정 뇌 부위들을 향해 2주 간격으로 3차례씩 초음파를 쐈다.
치료 후 뇌 MRI 관찰 결과 초음파 발사 후 즉시 표적 부위의 혈뇌장벽이 열린 것으로 확인됐다. 이렇게 열린 혈뇌장벽은 24시간이 경과하기 전에 다시 닫혔다.
초음파가 표적에 도달했는지를 확인하기 위해 연구팀은 미세 기포(microscopic bubbles)로 이루어진 조영제를 사용했다.
초음파가 표적에 닿으면 미세 기포가 진동하거나 크기와 모양이 바뀐다.
출혈, 감염, 부종, 체액 축적(fluid buildup) 같은 부작용은 없었다.
이 치매 환자들은 모두 치매의 원인으로 지목되고 있는 뇌 신경세포의 독성 단백질인 베타 아밀로이드 플라크가 형성돼 있었다.
이 독성 단백질이 형성된 부위에 도달한다는 것은 지난한 일이다. 그러나 초음파는 조직 손상 없이 광파(light wave)보다 훨씬 더 깊숙한 조직에까지 닿을 수 있다.
혈뇌장벽을 이처럼 일시적으로 열 수 있다는 것은 뇌 질환 치료제를 뇌의 특정 부위에 효과적으로 전달하는 데 도움이 될 것이라고 연구팀은 밝혔다.
치료제를 전달하지 않더라도 혈뇌장벽을 여는 것 자체만으로도 치료에 도움이 된다는 동물실험 결과도 있다.
이는 혈뇌장벽 개방으로 촉발된 면역반응으로 뇌에서 노폐물을 제거하는 뇌척수액의 흐름이 증가했기 때문일 수 있다고 연구팀은 설명했다.
집속초음파 치료가 기억과 기타 치매와 관련된 증상들의 개선을 가져오는지를 확인하기 위해 연구팀은 더 많은 치매 환자를 대상으로 장기간에 걸친 임상시험을 진행할 계획이다.
이 연구결과는 시카고에서 열린 북미 영상의학학회(Radiological Society of North America) 연례 학술회의에서 발표됐다.
