현재 파킨슨병 환자들에 대해서는 증상 개선의 효과는 있지만 근본적인 원인을 차단하거나 질병 진행을 늦추는 표준 치료법은 개발되지 못한 형편이다. 그러나 이번에 2종의 기존 항 말라리아 약물이 파킨슨병의 진행을 차단할 수 있는 것으로 나타났다. 

‘Proceedings of the National Academy of Sciences’에 발표된 논문에서 연구팀은 자신들의 결과가 기존 약물에서 파킨슨병 환자들의 질병 진행으로부터 뇌를 보호하는 길을 열어주게 될 것이라고 밝혔다. 이번 연구는 싱가포르 난양 기술대학, 맥린병원, 하버드 의학 대학원이 공동으로 진행한 것이다. 

파킨슨병은 알츠하이머에 이어서 2번째로 많이 발생하는 퇴행성 신경질환으로, 미국립 파킨슨병 재단에 따라면 전세계에서 주로 중년인 1000만 명에게 발생했다고 한다. 미국에서도 매년 10만 명 정도에게 발생하는 것으로 추산되고 있다. 미국 질병 통제 및 예방 센터에 따르면 미국에서 질병 원인 사망자의 숫자에서 파킨슨병이 14위를 차지하고 있다. 파킨슨병은 중추신경계에 발생하는 퇴행성 신경질환이다. 

파킨슨병 환자들의 뇌의 도파민 생성 세포들이 죽거나 제 기능을 하지 못하여 관련 증상이 나타나게 된다. 그 결과로 팔다리의 통제할 수 없는 떨림과 같은 운동 장애와 수면 이상 및 우울증과 같은 비운동 장애가 나타났다. 파킨슨병의 진행을 막지 못하면 이들 환자들은 점진적으로 자신의 운동 능력을 잃게 되어서 걷거나, 이야기하거나, 보는 것도 어려워지게 된다.

도파민은 신체의 운동 조절에 중요한 화학 물질이다. 현재의 파킨슨병 치료법은 레보도파(levodopa)와 같은 도파민 보충 약물이나 뇌 심부 수술적 자극으로 도파민을 충족시키는 것이다. 

그러나 이번 연구를 주도한 파킨슨병 전문가이자 맥린병원의 정신의학 및 신경과학 교수인 김광수 교수는 “이러한 약물적 및 수술 치료법은 파킨스병 초기의 운동 기능 향상에만 초점을 맞추고 있을 뿐 질병의 진행을 늦추거나 중단시키지는 못한다”고 설명했다. 

이번 연구에서 김 교수의 연구팀은 2가지 방식으로 도파민 생산 세포를 보호하는 것으로 생각되는 뇌 단백질인 수용체 Nurr1에 초점을 맞추었다. Nurr1은 도파민 생산 세포의 발달과 유지에 중요할 뿐만 아니라 염증 유도 사멸로부터 보호해준다고 한다. 이전 연구에서 Nurr1이 파킨슨병의 유망 치료 표적으로 대두되었지만, 이번 연구 이전까지는 이 수용체에 결합하는 물질은 찾지 못했다고 한다. 이번에 연구팀은 미국 FDA의 승인을 받은 약 1천 종의 약물을 대상으로 Nurr1의 결합 가능성을 타진했다고 한다. 여기서 연구팀은 오래된 항말라리아 약물인 클로로퀴닌(chloroquine)과 아모디아퀴닌(amodiaquine)이 Nurr1의 보호 효과를 높이는 것을 확인했다. 

이어서 연구팀은 파킨슨 증상을 유발시킨 래트를 대상으로 클로로퀴닌과 아모디아퀴닌의 효과를 시험했다. 이들 약물의 투여로 파킨슨병 모델 래트들의 운동 통제 능력이 향상되었지만 기존 파킨슨병 약물에서 흔히 보이는 부작용인 운동 장애(dyskinesia)의 증후는 관찰되지 않았다고 한다. 연구팀은 이번 결과에 대하여 Nurr1을 표적으로 삼는 소분자 물질이 파킨스병의 진행으로부터 뇌를 보호하는데 이용하는 원리 증명을 제공하고 있다고 결론을 내렸다. 

공동 연구 책임자인 난양공과대학의 구조 생물학 및 생화학과 교수인 윤호섭 박사는 “우리 연구는 기존 약물을 다른 질병 치료에 활용하는 가능성을 보여준다. 여기서 얻어진 약물을 그대로 이용할 수 있지만 보다 효과적인 약물의 설계에 이용하거나 기존 약물들과 병용시켜서 효과는 높이고 부작용을 줄일 수도 있다”고 설명했다. 

현재 연구팀은 파킨슨병 진행을 중단 또는 치유하는 다른 약물을 찾고 있다고 한다. 또한 클로로퀴닌과 아모디아퀴닌에 기초한 보다 효과적인 새로운 유도체의 개발이나 이들 약물의 임상 시험 수행도 계획하고 있는 것으로 알려져 있다. 

한편 전세계 여러 곳에서는 파킨슨병의 유방 치료법을 찾는 연구들이 진행되고 있다. 2015년 2월에도 영국 배스대학에서 파킨슨병 진행을 늦추는 펩타이드 물질을 논문으로 보고했었다. 아미노산의 사슬로 구성된 이 펩타이드는 비정상 단백질에 결합하여 도파민 생산 세포를 사멸시키는 독성 원섬유(fibril)가 축적되는 것을 차단한다고 한다. 

Published:  Friday 17 July 2015 at 3am PST  

There are currently no standard treatments that slow or stop Parkinson's disease - available therapies address each patient's individual symptoms. Now, a breakthrough study successfully identifies two existing antimalaria drugs that show promise in targeting disease progress.

The international team behind the study - including members from Nanyang Technological University (NTU) in Singapore and McLean Hospital and Harvard Medical School in Belmont, MA - reports the findings in the Proceedings of the National Academy of Sciences.

An estimated 10 million people worldwide are living with Parkinson's disease - a progressive, neurological disorder that mostly strikes after middle age. As the disease unfolds, people gradually lose their ability to control their movements and find it increasingly difficult to walk, talk and look after themselves.

Parkinson's disease disrupts the brain cells that release dopamine - a chemical that is important for control of movement. The cells gradually deteriorate and die.

Current methods for treating Parkinson's disease aim to make up for the loss of dopamine through drugs or surgically with deep brain stimulation. However, as senior author Kwang-Soo Kim, a professor in psychiatry and neuroscience at McLean Hospital, and a leading expert in Parkinson's disease, explains: 

"These pharmacological and surgical treatments address the patient's symptoms, such as to improve mobility functions in the early stages of the disease, but the treatments cannot slow down or stop the disease process."

For their study, Prof. Kim and colleagues focused on the role of the receptor Nurr1, a brain protein that is thought to protect dopamine cells in two ways: it is important for their development and maintenance and it also protects them from inflammation-induced death.

Two FDA-approved antimalaria drugs target Nurr1

Previous studies have suggested Nurr1 as a potential target for treating Parkinson's disease, but until this study, nobody had found a molecule that could bind to it.

The team screened around 1,000 drugs already approved by the Food and Drug Administration (FDA) and found two antimalaria drugs - chloroquine and amodiaquine - that boost both protective effects of Nurr1.

When they tested the two drugs in rats with Parkinson's-like symptoms, their movement control appeared to improve and they did not show detectable signs of dyskinesia - a side effect often seen with current Parkinson's drugs.

The researchers conclude that their study offers "proof of principle" that small molecules that target Nurr1 can be used to protect the brain against the progress of Parkinson's disease.

Co-author Ho Sup Yoon, an associate professor of structural biology and biochemistry at NTU, and an expert in drug discovery and design, adds:

"Our research also shows that existing drugs can be repurposed to treat other diseases and once several potential drugs are found, we can redesign them to be more effective in combating their targeted diseases while reducing the side effects."

The team is already looking for other drugs that may halt or reverse the progress of Parkinson's disease, and they plan to improve the drug design and carry out clinical trials of chloroquine and amodiaquine for treating Parkinson's disease.

Meanwhile, progress in discovering potential treatments for Parkinson's is also being made elsewhere. For example, in February 2015, Medical News Today learned about a study led by the University of Bath in the UK that found a peptide may slow progression of Parkinson's disease. The study showed how the peptide - a chain of amino acids - sticks to a faulty cell protein and stops it stacking into toxic fibrils that kill off dopamine cells.

Written by Catharine Paddock PhD

Copyright: Medical News Today