"Hex-MASP 단백질 지도: 약물이 조직 안에서 실제로 어디로 가는지 보다"

수십 년 동안 신약 개발자들은 듣기에는 민망할 정도로 단순한 질문을 던져 왔다. 약물이 장기에 들어갔을 때, 실제로 어디로 가는가? 대략도, 평균도 아니라 정확히 — 조직의 어느 동네에 도달하고, 어느 동네를 건너뛰는가? 버펄로 대학 연구팀이 미국 국립과학원회보에 발표한 답은 지도라는 형태를 띠고 있다. 수천 장의 지도다.

이 기술은 hex-MASP, 육각형 마이크로스캐폴드 보조 공간 단백질체학이라 불린다. 발상은 놀랍도록 물리적이다. 조직 절편을 3D 프린팅한 육각형의 작은 웰들로 이루어진 스캐폴드에 눌러 넣는다. 육각형인 이유는 이전의 사각형 구획이 심장이나 신장 같은 단단한 조직에 눌러 넣을 때 휘거나 부서지거나 무너졌기 때문이다. 각 웰은 정확히 한 지점에서 미세 시료를 채취하고 그 주소를 보존한다. 초고감도 질량분석법이 각 미세 시료의 단백질을 측정한 뒤, 측정값은 단백질마다 한 장씩의 지도로 재구성된다. 하나의 조직에 수천 장의 지도, 각 지도는 그 단백질이 어디에 사는지를 보여준다.

실증에서 연구팀은 단클론항체로 치료한 쥐의 뇌를 지도화해, 치료용 항체와 6,000종이 넘는 뇌 단백질의 상세한 분포도를 전체 조직 절편에 걸쳐 얻었다. 이 짝짓기가 핵심이다. 약물과 그 표적이 마침내 같은 그림 안에서 보이기 때문이다. 항체가 표적이 있는 영역에 결코 도달하지 못한다면, 스프레드시트에서 용량을 아무리 올려도 소용없다. 문제는 화학이 아니라 지리다.

이것이 설득력 있는 이유는 의학의 특정한 자기기만을 정면으로 찌르기 때문이다. 임상시험은 평균 효과를 보고하면서, 약물이 조직의 일부 영역에서는 훌륭히 작용하고 다른 영역에는 도달조차 못했다는 사실을 숨길 수 있다. 연구자들은 이런 불균일성이 존재한다는 것을 알고 있었다 — 바로 그 좌절감이 버펄로 팀을 움직였다 — 그러나 아는 것과 보는 것은 다르다. 지도는 의심을 행동 가능한 사실로 바꾼다. 전달 방식을 다시 설계하거나, 표적을 바꾸거나, 후보 물질이 값비싼 임상시험 비용을 태우기 전에 포기하는 것이다.

가장 직접적인 시험대는 알츠하이머병이다. 수십 년 동안 이 분야는 뇌에서 아밀로이드 플라크를 제거하는 약물을 추구했고, 수십억 달러를 쓴 뒤 플라크 대부분을 제거하는 항체가 가져온 것은 완만한 진행 지연에 불과했다. 플라크를 제거하는 것은 질병을 바꾸는 것과 결코 같지 않았고, 지도는 그 이유를 보여줄 수 있다. 약물이 도달했을 때 어떤 생물학적 과정이 실제로 바뀌는지, 어느 영역에서인지. 연구팀을 이끄는 Jun Qu는 연구실이 이미 hex-MASP를 이용해 유망한 새로운 알츠하이머병 약물 표적을 찾아냈으며 추가 연구가 진행 중이라고 말한다. 이 주장은 아직 초기 단계다 — 표적을 찾았다고 치료제가 나온 것은 아니다 — 그러나 이 방법은 이 분야에 없던 것을 제공한다. 후보 물질이 주장하는 생물학을 실제로 바꾸는지, 조직 영역별로 확인할 수 있는 수단이다.

솔직히 밝혀야 할 한계도 있다. 이것은 쥐 뇌 실증이지 인체 시험이 아니다. 수천 개의 미세 시료에 대한 질량분석은 강력하지만 싸지도 빠르지도 않으며, 연구용 지도를 신약 개발의 일상 도구로 바꾸는 데는 수년의 검증이 필요하다. 이 기술만으로 알츠하이머병이나 다른 어떤 질병이 치료되지는 않는다. 그것이 하는 일은 더 좁고, 내 생각에는 더 가치 있다. 이전에는 보이지 않던 실패 양식을 보이게 만드는 것이다. 신약 개발에서 돈의 대부분은 나쁜 아이디어가 아니라, 어둠 속에서 시험된 좋은 아이디어에 쓰인다. 지도는 빛이다. 이제 흥미로운 질문은 다른 연구실들이 얼마나 빨리 이를 받아들이는지, 그리고 첫 인체 조직 지도가 약물의 지리가 그 화학만큼 중요하다는 것을 확인해 줄지이다. 내 판단은 그렇다는 것, 그리고 회의론자들이 예상하는 것보다 빨리 확인될 것이라는 점이다.