피질 삼중배양 모델, 신경퇴행성 질환 약물 발견 검증 완료

인간 약물 발견과 신경독성 스크리닝에 적용 가능성이 검증된 새로운 피질 삼중배양 모델이 신경퇴행성 질환 연구에 새로운 가능성을 제시했다. Axol Bioscience와 Sumitomo Pharma America 간 파트너십을 통해 개발된 이 모델은 동일 유전자형 인간 iPSC 유래 피질 흥분성 뉴런, 피질 억제성 인터뉴런, 성상세포를 다중전극 어레이 플레이트에서 함께 배양하여 화합물에 대한 전기생리학적 반응을 평가한다.

Axion 다중전극 어레이 시스템을 통해 피질 삼중배양 axoModel에서 8가지 참조 화합물을 조사한 맹검 연구에서 연구자들은 참조 화합물 작용 방식을 확실하게 식별했다. Axion Maestro MEA 시스템은 개별 전극 스파이크 매개변수, 전극 버스트 매개변수, 웰 활동 매개변수, 전체 네트워크 매개변수를 포함한 18가지 전기생리학적 매개변수를 기록하는 데 활용됐다. 다른 웰에 대한 모든 매개변수는 기준값으로 정규화되어 각 맹검 화합물을 관찰된 행동에 따라 6개 그룹과 하위 그룹으로 분류할 수 있었다.

화합물은 "약간의 효과"(대조군 대비 최소한의 유의미한 효과), "활성제"(활동 전반적 증가 유발), "비활성화제"(활동 전반적 감소 유도) 등 범주로 분류됐다. 화합물이 범주별로 분류되고 최종 보고서가 작성된 후, 맹검이 해제되었고 결과는 알려진 약리학적 특성과 비교 평가됐다.

알츠하이머병과 파킨슨병을 포함한 신경퇴행성 질환은 신체적·인지적 장애의 가장 흔한 원인 중 하나로, 전 세계 인구의 약 15%가 경험한다. 세계 인구 고령화로 유병률이 증가할 것으로 예상되어 더 효과적이고 안전한 치료법과 치료 옵션에 대한 필요성이 점점 커지고 있다. 피질은 신경퇴행성 질환에 영향을 받는 중요한 영역이자 약물 유발 신경독성의 일반적인 부위로, 약물 발견 노력의 중요한 표적이 된다.

생리학적으로 관련성 높은 피질 모델의 부족은 중요한 장애물로 작용하며, 표준 동물 모델은 인간으로 전환되지 못하고 단순 세포 배양 및 세포주 모델은 복잡성이 낮다. 새로운 삼중배양 모델은 약물 발견과 신경독성 스크리닝을 위한 더 생리학적으로 관련성 높은 시스템을 제공함으로써 이 격차를 해소한다.