▲ 이번 연구에 참여한 연구진. 사진 왼쪽부터 안드레이 칸(Andrey Kan), 줄리아 마르칭고(Julia Marchingo), 수잔 헤인젤(Susanne Heinzel), 필 호킨(Phil Hodgkin). 사진 출처 : 월터 엘리자 홀 연구소(Walter and Eliza Hall Institute)

[라포르시안]  수학으로 몸이 어떻게 질병에 싸우는지 예측할 수 있게끔 지원하는 것이 가능해질 전망이다.

월터 엘리자 홀 연구소(Walter and Eliza Hall Institute) 연구진이 처음으로 면역 반응의 크기가 어떻게 조절되는지 수학적 모델을 사용해 결정함으로써 감염과 질병에 면역 세포가 얼마나 강력하게 반응할 것인지를 예측할 수 있을 것으로 보인다. 저널 `Science`에 게재된 연구 결과<바로가기>는 면역 반응이 더 나은 건강을 위해 유해하거나 도움이 될 수 있도록 조절될 수 있는지에 대한 의미를 제시하고 있다.

연구진은 수학과 컴퓨터 모델링을 이용해 복잡한 신호 전달 과정이 어떻게 감염과 싸우는 T세포에 영향을 주는지를 분석했다. 이번 연구에는 월터 엘리자 홀 연구소의 줄리아 마르칭고(Julia Marchingo), 안드레이 칸(Andrey Kan) 박사, 수잔 헤인젤(Susanne Heinzel) 박사와 필 호킨(Phil Hodgkin) 교수, 그리고 아일랜드 국립대학의 켄 더피(Ken Duffy) 교수가 참여했다.

T세포는 인체에 침입한 미생물뿐만 아니라 일부 암 세포를 제거하기 위한 특정 면역반응을 이끌어내는 데 중요한 역할을 한다., T세포 조절에 문제가 생길 경우 자신의 조직을 공격하는 해로운 자가 면역 반응으로 이어질 수 있으며 이는 제1형 당뇨병과 류마티스 관절염 등의 자가면역질환의 근본 원인이 된다.

이번 연구에 참여한 줄리아 마르칭고 박사는 "실험 데이터와 수학적 모델을 결합해 다양한 외부 신호가 어떻게 T세포의 증식에 영향을 주는지 규명하고자 했다"고 말했다.

마르칭고 박사는 "T세포가 많이 분열하면 할수록 이들에 대한 표적에 대항해 좀 더 강력하게 싸울 수 있다. 만약 T세포가 백신에 반응한다면 더 많은 세포 분열을 통해 인체를 보호할 수 있는 면역 반응을 기대할 수 있다"고 말했다. 그는 "이번 연구 결과는 처음으로 감기에 반응하는 T세포에 의해 수신된 신호의 합을 근간으로 감기 바이러스에 대한 면역반응 등의 정도를 예측할 수 있다는 것을 보여준 것"이라고 설명했다.

필 호킨 교수와 함께 이 연구를 공동으로 이끌었던 헤인젤 박사는 이러한 수학적 모델이 면역 반응이 어떻게 건강을 향상시킬 수 있는지에 대한 특별한 통찰을 제공했다고 말했다. 헤인젤 박사는 "암 세포를 공격하는 면역계를 활용하는 치료법이 암 치료에 매우 긍정적인 결과를 보여주고 있다. 우리의 연구는 새로운 항암 면역요법을 개발하고 기존의 항암 치료를 향상시키는 방법을 보다 명확하게 할 것"이라고 강조했다. 

호킨 교수는 "이번 연구가 또한 면역 반응에서의 문제가 어떻게 자가면역질환을 일으키는지를 보여주었다"며 "대부분의 자가면역질환은 인체의 여러 요인의 복잡 미묘한 변화가 T세포에 영향을 주면서 생긴 것이다. 이 모델은 여러 가지 작은 신호의 변화가 T세포에 전달돼 축적되면서 해로운 면역반응을 유발하는 것임을 규명했다"고 말했다.

그는 "장기적으로 이러한 수학적 모델은 자가면역질환에 대한 위험을 예측하고 이러한 질환을 어떻게 치료할 것인지에 대한 치료법을 향상시킬 것"이라고 내다봤다.<원문 바로가기>