비아그라가 알츠하이머를 치료할 수도 있다?
비아그라가 뇌에 좋을 수 있다.
인공 지능을 통해 과학자들은 오래된 약물의 새로운 용도를 발견할 수 있게 되었습니다.
비아그라가 알츠하이머병을 예방하거나 되돌릴 수 있을까요? 노인들을 잔뜩 실은 배가 병원으로 들어올지도 모릅니다. 클리블랜드 클리닉의 새로운 연구에 따르면 발기부전 치료제가 인지 기능 저하를 예방할 수 있으며, 과학자들이 새로운 질병에 오랜동안 사용된 약물의 용도를 변경하는 데 인공 지능이 어떻게 도움이 될 수 있는지 보여줍니다.
이번 달 알츠하이머병 저널에 게재된 이 연구는 비아그라의 일반명인 실데나필 (sildenafil) 을 유망한 알츠하이머 치료제로 확인한 클리블랜드 클리닉의 초기 연구를 기반으로 합니다.
연구진은 먼저 알츠하이머병의 병리, 아밀로이드 플라크 및 뇌의 타우가 엉클러진 것에 관련된 유전자를 확인했습니다. 그런 다음 미국 식품의약국에서 이미 승인된 1,600여 개의 약물과 알츠하이머 관련 단백질 간의 분자적 상호작용을 매핑했습니다. 알츠하이머 유전자 및 병리와 상호작용하는 66개의 약물을 확인한 후 가장 가능성이 높은 약물로 실데나필을 선정했습니다.
다음 단계로 연구팀은 700만 명 이상의 미국인의 보험 청구 자료를 분석했습니다. 그 결과 실데나필을 복용한 사람은 성별, 연령 및 기타 질병을 조정한 후 그렇지 않은 사람보다 알츠하이머에 걸릴 확률이 69% 낮다는 사실을 발견했습니다. 상관관계가 인과관계를 증명하는 것은 아니지만, 추가 연구를 통해 인과관계가 있을 수 있음을 시사했습니다.
연구자들은 시험관에서 알츠하이머 환자의 줄기세포에서 신경세포를 배양한 후 실데나필에 노출시켰습니다. 그 결과는 어땠나요? 이 약물은 뇌 세포 성장을 증가시키고 일반적으로 질병의 초기 및 중기 단계에서 발생하는 독성 타우를 감소시켰습니다. 이는 실데나필이 파킨슨병을 억제할 수 있는 메커니즘을 시사합니다.
새로운 연구에서 클리블랜드 클리닉 연구진은 두 개의 환자 데이터베이스를 분석하여 실데나필을 복용한 사람들이 알츠하이머 진단을 받을 확률이 30%- 54% 낮다는 사실을 발견했습니다. 또한 실데나필이 세포 성장과 관련된 뉴런의 유전자를 활성화하고 뇌 기능을 개선하며 염증을 감소시킨다는 사실도 발견했습니다.
클리블랜드 클리닉의 수석 연구원 페이숑 쳉은 "우리는 인공 지능을 사용하여 여러 영역에 걸쳐 데이터를 통합했으며, 그 결과 이 파괴적인 신경 질환에 대한 실데나필의 잠재력을 발견했습니다."라고 설명했습니다.
비아그라가 왜 남성이 여성보다 훨씬 낮은 비율로 알츠하이머를 앓고 있는지 설명할 수 있는지는 의심스럽지만, 이는 약이 승인되기 이전부터 사실입니다. 그리고 노년층 남성은 의사에게 서둘러 처방전을 요청해서는 안 됩니다. 관찰 및 시험관 연구가 항상 효과가 입증되는 것은 아니기 때문에 위약 대조 시험이 효능을 입증하기 위해 필요합니다.
하지만 클리블랜드 클리닉의 연구는 AI가 어떻게 신약 발견을 가속화하고 새로운 용도로 사용할 수 있는 약물을 식별할 수 있는지 보여줍니다. 모델은 약물, 유전자, 분자, 질병 간의 연관성을 매핑하고 정확히 찾아낼 수 있습니다. 또한 건강 기록에서 질병과 약물 간의 연관성을 찾아내는 데 도움을 줄 수 있습니다.
과학자들은 일반적으로 우연한 기회에 기존 약물의 새로운 용도를 발견합니다. 화이자(Pfizer) 는 원래 남성 성기능 장애가 아닌 고혈압과 협심증 치료를 위해 실데나필을 개발했습니다. 하지만 임상시험에 참여한 일부 환자에게서 발기라는 놀라운 부작용이 보고되었습니다. 그 이유 중 하나는 이 약이 혈관을 확장하고 몸 전체의 혈류를 증가시키기 때문입니다. 비아그라는 같은 방식으로 인지능력을 향상시킬 수 있습니다.
마찬가지로 업존 (Upjohn) 의 과학자들은 1950년대 후반에 궤양 치료제로 로게인이라는 브랜드명으로 잘 알려진 미녹시딜을 개발했습니다. 효과는 없었지만 혈압에 긍정적인 영향을 미친다는 사실을 발견했습니다. 더 많은 연구에서 고혈압 약을 복용한 남성의 모발이 더 풍성해진다는 사실이 밝혀지면서 남성 탈모도 치료할 수 있는지에 대한 실험이 진행되었습니다.
유레카! 최초의 탈모 치료제가 탄생했습니다. 업존은 미녹시딜을 혈압약보다 부작용이 적은 국소 치료제로 재구성해서, 피부과 의사가 스프레이형 거품으로 효과를 보지 못하는 남성에게 저용량으로 오프라벨을 처방할수 있게 했습니다.
항말라리아제인 하이드록시클로로퀸은 제2차 세계대전 당시 자가면역질환을 앓던 군인들이 증상이 호전된 후 류마티스관절염과 폐렴 치료용으로 용도가 변경됐다.
또는 인슐린을 자극하고 소화를 늦추며 식욕을 감소시키는 것으로 밝혀진 천연 호르몬을 모방한 GLP-1 작용제로 알려진 당뇨병 및 비만 약물 계열을 일반적으로 복용하고 있습니다. GLP-1 약물은 췌장과 뇌에서 가장 흔하게 발견되지만 신장과 간에서도 발견되는 세포의 특정 수용체를 활성화함으로써 작용하는 것으로 보입니다.
연구에 따르면 이 약물은 염증을 조절하는 신경 연결을 활성화합니다. 연구자들은 GLP-1 작용제가 우울증, 알츠하이머병, 파킨슨병을 포함한 신장, 간, 신경 및 염증성 질환을 치료하는 데 사용될 수 있는지 연구하고 있습니다. Novo Nordisk는 이미 초기 알츠하이머병 환자를 대상으로 GLP-1 약물을 테스트하고 있습니다.
질병에는 일반적으로 다양한 원인이 있으며 약물은 다양한 방식으로 작용합니다. 과학자들은 이러한 사실을 알아내는 데 일반적으로 수십 년은 아니더라도 수년이 걸렸습니다. AI의 가장 큰 약속 중 하나는 연구자들이 이러한 점들을 빠른 속도로 연결할 수 있게 하여 신약 개발 시간을 단축하고 기존 약물을 새로운 용도로 신속하게 적용할 수 있다는 것입니다. 누가 알아? 어쩌면 비아그라-오젬픽 콤보가 알츠하이머병 치료제가 될 수도 있습니다.