인간에게 있어 노화는 거역할 수 없는 신의 섭리이자 숙명이다. 하지만 오늘날의 바이오 산업은 수만 년간 이어져 온 이 대전제에 반기를 들고 있다. 노화를 자연스러운 ‘현상’이 아닌, 조절하고 치유 가능한 ‘질병’의 영역으로 재정의한다. 이제 인류는 단순히 생물학적 수명을 늘리는 수준을 넘어 삶의 마지막 순간까지 청년의 기능을 유지하는 ‘건강수명(Healthspan)’의 실현에 도전하고 있다. 노화의 시계를 되돌리는 ‘에이징 테라퓨틱스(Aging Therapeutics)’의 과학적 기전부터 글로벌 자본이 집결하는 미래 의료 패러다임을 집중 조명했다. <편집자 주>

[상] ‘수명 연장’에서 ‘건강수명’으로··· 패러다임 전환 맞은 바이오 산업

[중] ‘세포 청소부’ 오토파지와 발전소 리모델링··· 노화 시계 멈추는 핵심 기전

[하] AI·정밀의학·재생의료··· 글로벌 빅테크가 설계하는 미래 시장

[헬스코리아뉴스 / 이창용] 초기 노화 치료 연구가 노화세포 제거에 집중했다면 최근 연구는 세포 내부 기능 자체를 되살리는 방향으로 무게 중심이 이동하고 있다. 단순히 손상된 세포를 없애는 데서 한발 더 나아가 세포가 다시 에너지를 만들고 스스로 정화할 수 있는 자생력을 복원하는 연구에 초점을 맞추고 있는 것이다.

◇불량 미토콘드리아 솎아내는 ‘미토파지’ 기전에 주목

현재 노화 연구에서 가장 중요하게 다루는 표적 중 하나는 미토콘드리아다. 미토콘드리아는 세포 안에서 에너지를 생산하는 핵심 기관으로, 흔히 ‘세포 발전소’라 불린다. 문제는 나이가 들수록 기능이 떨어지고 활성산소가 증가하면서 세포 손상을 가속화한다는 점이다. 특히 에너지 소비량이 많은 뇌와 심장, 근육 조직은 미토콘드리아 기능 저하에 따른 타격을 가장 직접적으로 받는다.

이에 최근 연구는 손상된 미토콘드리아를 제거하고 건강한 기능을 회복시키는 방향으로 선회하고 있다. 이 과정에서 주목받는 개념이 ‘미토파지(Mitophagy)’다. 미토파지는 기능이 망가진 미토콘드리아를 선택적으로 제거하는 세포 내 품질 관리 시스템이다. 젊고 건강한 세포에서는 미토파지가 활발하게 작동하지만, 노화가 진행되면 이 기능이 저하되면서 불량 미토콘드리아가 축적되고 결국 에너지 생산 효율이 떨어지면서 노화의 속도가 빨라지게 된다.

업계는 미토콘드리아 품질 관리 기술이 퇴행성 뇌질환과 심혈관질환 치료의 핵심 축이 될 것으로 보고 있다. 실제로 알츠하이머병이나 파킨슨병 같은 퇴행성 질환은 미토콘드리아 기능 저하와 밀접하게 연결돼 있다는 연구 결과가 꾸준히 보고되고 있다.

◇노벨상도 주목한 ‘자가포식’, 질병 예방의 열쇠로

또 다른 핵심 연구 분야는 세포 청소 시스템인 ‘오토파지(Autophagy·자가포식)’다. 세포 내부에 쌓인 손상 단백질과 노폐물을 분해해 제거하는 이 시스템은 지난 2016년 일본 오스미 요시노리 교수가 관련 연구로 노벨 생리의학상을 수상하며 전 세계적인 관심을 받았다.

이후 제약업계도 오토파지를 활용한 신약 개발에 경쟁적으로 나서고 있다. 노화로 인해 오토파지 기능이 떨어지면 세포 내부에 노폐물이 축적되고 이것이 다시 알츠하이머병과 파킨슨병, 근감소증, 지방간 같은 노화 관련 질환 위험을 높인다. 이는 오토파지를 인위적으로 활성화하려는 연구의 배경이 됐다.

특히 칼로리 제한이 오토파지를 활성화한다는 사실이 알려지면서 이를 약물로 구현하려는 시도가 이어지고 있다. 단순 식이요법이 아니라 칼로리 제한 상태를 생물학적으로 모방하는 ‘칼로리 제한 모사제(Caloric restriction mimetics)’ 개발이 그 예다.

◇NAD+와 시르투인 등 장수유전자, 인체 재현성이 관건

세포 에너지 대사의 핵심인 ‘NAD+’ 역시 노화 연구에서 빼놓을 수 없는 중요 키워드다. 세포 생존과 DNA 복구에 필수적인 NAD+는 나이가 들수록 체내 농도가 감소한다. 이에 따라 NMN이나 NR 같은 NAD+ 전구체 물질들이 장수 산업의 핵심인 ‘장수 유전자’ 아이템으로 부상했다.

세포 스트레스 대응과 DNA 안정성 유지에 관여하는 시르투인(Sirtuin) 단백질도 그 중 하나다. 이 단백질은 활성화되면 노화 속도를 늦출 수 있다는 일부 동물실험 결과가 나오면서 큰 관심을 받기도 했다. 다만 시르투인(Sirtuin) 단백질 등 이른바 ‘장수 유전자’와의 연관성에 대해서는 동물실험 결과의 인체 재현성을 두고 여전히 의견이 분분하다.

현재 노화 치료 기술이 직면한 가장 큰 과제는 임상 설계다. 노화는 수십 년에 걸쳐 서서히 진행되는 만큼, 단기 임상만으로는 효과 입증이 어렵고 측정 기준 또한 모호하다. 이에 업계는 실제 나이가 아닌 신체 상태를 반영하는 ‘생물학적 나이’ 개념에 주목하며, DNA 메틸화나 염증 바이오마커, 단백질 분석 등을 활용한 정밀 측정 기술 개발에 박차를 가하고 있다.