AI로 맞춤 치료… 파킨슨병 '정복' 길 열리나

KAIST 연구진 AI 플랫폼 개발

불치병인 '파킨슨병'을 완치할 수 있는 치료법이 나올 수 있을까.

한국과학기술원(KAIST) 뇌인지과학과 최민이 교수팀은 영국 프랜시스 크릭 연구소와 함께 인공지능(AI)을 이용해 파킨슨병의 세부 유형을 알아낼 수 있는 방법을 개발했다고 15일 밝혔다. 파킨슨병이 아직까지 완치법이 없는 이유는 환자 개인별 유형에 맞는 최적의 약물이나 치료법을 처방받지 못해 그 효과가 나타나지 않기 때문이다.

연구진에 따르면 이 AI 플랫폼은 파킨슨병 환자의 세포를 분석해 환자의 병리적 하위 유형을 예측한다. 즉 환자별로 다르게 나타나는 파킨슨병 양상을 겉으로 보이는 발현형이 아닌 생물학적 메커니즘별로 분류할 수 있다는 것이다. 연구진은 "이를 통해 원인 미상의 파킨슨병 환자가 속한 분자 세포적 하위 유형별로 진단이 가능해져 환자 맞춤형 치료의 길을 열 수 있다"고 전망했다.

연구진은 우선 건강한 사람과 파킨슨 환자의 유도 만능 줄기세포를 신경 세포로 분화시켰다.

이렇게 분화시킨 신경 세포의 여러 소기관 중 파킨슨병의 대표적 병리 현상을 일으키는 미토콘드리아와 리소좀, 그리고 핵을 다중 라이브 이미징으로 촬영했다. 이를 통해 파킨슨병의 대표 병리 현상을 4가지로 분류했다. 그 유형에는 유전성 돌연변이가 존재하는 것과 세포 속 단백질에 이상이 있는 경우, 세포속 미토콘드리아의 스트레스, 잘못된 미토콘드리아를 없애는 미토파지의 장애 등이다.

연구진은 AI 플랫폼을 대량의 세포 소기관 이미지를 학습시켰다. 그 결과 이 AI 플랫폼은 질병 유무 뿐만 아니라 질병의 하위 유형을 약 95%의 정확도로 예측해 냈다.

최민이 교수는 "이 플랫폼은 자폐 스펙트럼과 같이 환자 개인별 증상이 뚜렷하게 다른 뇌 질환의 하위 유형을 분류하는 데에도 유용할 것이며, 이를 통해 효과적인 치료법 개발도 가능해질 것"이라고 전망했다.

[e-mail] 김만기 기자