발기부전 치료제 ‘비아그라’의 주성분인 실데나필이 희귀질환인 ‘리 증후군(Leigh syndrome)’ 환자의 증상 개선에 효과가 있다는 연구 결과가 나왔습니다. 실데나필은 혈관을 수축시키는 효소 작용을 차단해 혈관을 이완시키는 포스포디에스터라아제-5(PDE-5) 억제제로 알려져 있으며, 발기 부전 치료 이외에도 혈관 확장 효과가 확인되면서 소아 폐동맥고혈압 치료에도 사용되고 있습니다.

리 증후군은 사립체 유전자(미토콘드리아 DNA) 돌연변이에 따른 에너지 대사 이상으로 인해 발생하는 신경 변성 질환으로, 주로 생후 3~12개월에 발병한다고 알려져 있습니다. 발작, 근육 약화·마비와 같은 심각한 증상을 동반하며, 발달 장애로도 나타날 수 있다. 현재까지 유전질환인 리 증후군 치료제로 승인된 약물은 없는 상황입니다.

독일 샤리테 의과대학 Charité - Universitätsmedizin Berlin, 하인리히 하이네대학 Heinrich Heine University 뒤셀도르프대학병원 University Hospital Düsseldorf 프라운 호퍼 연구소 Fraunhofer Institute for Translational Medicine and Pharmacology ITMP, 베를린 의학 시스템생물학 연구소 Berlin Institute for Medical Systems Biology (BIMSB), 막스플랑크 분자유전학 연구소 Max Planck Institute for Molecular Genetics, 룩셈부르크 대학 시스템의생명연구센터 이탈리아 베로나 대학 University of Verona 그리스의 헬라 연구소 Centre For Research and Technology Hellas (CERTH), 오스트리아의 인스부르크 대학 University of Innsbruck 등 다국적 다기관 공동 연구팀은 리 증후군 환자 유래 유도 만능 줄기세포(iPSC)로부터 분화시킨 신경 세포를 대상으로 5,632개의 재활용 가능한 화합물 (repurposable drug) 라이브러리를 스크리닝했으며, 그 결과, 포스포디에스테라제 5형(PDE5) 억제제를 선도 물질로 확인하고, 이미 임상적 안전성이 확보된 실데나필을 우선적으로 치료 후보물질로 선정하여 후속 연구를 진행했습니다. 연구진은 실데나필이 리 증후군 환자 세포로 만든 줄기세포 유래의 뇌 오가노이드에서 미토콘드리아 막 전위 결함을 교정하고, 신경 발달 경로를 복원하며, 칼슘 반응을 정상화 시키는 것을 확인했습니다. 또한, 소형 (마우스) 및 대형 포유류 (돼지)의 리 증후군 모델에서 실데나필은 수명을 연장하고 질병 양상을 개선하는 것을 입증했습니다.

여기에 연구진들은 환자 6명에게 실데나필을 지속 투여하여 실데나필이 리 증후군의 질환 경과에 미치는 영향을 확인하였습니다. 모든 환자들은 전반적으로 약물에 의한 이상 반응을 발휘하지 않았으며, 근력을 비롯한 운동 기능이 향상되고 대사성 위기에 대한 저항성이 증가하는 등 삶의 질을 크게 개선함을 확인했습니다. 이를 토대로 연구팀은 리 증후군 치료제로 실데나필의 승인을 신청할 예정입니다.

종합적으로, 이러한 연구 결과는 (1) iPSC 기반 실험 모델의 효용성과 함께, (2) 안전성이 확보되어 기 활용되고 있는 수많은 약물 후보군들의 질병에 대한 약효 재발굴 (drug repurposing)을 통해 적절한 치료제가 없는 질환에 대한 적응증을 갖는 약제를 발굴하는 것이 가능하며, (3) 유전적인 질환에 대해서도 약물 치료가 가능한 사례를 입증하고 있습니다.

개발의 잠재력을 강조하고, 실데나필이 리 증후군 및 다양한 미토콘드리아 질환 치료를 위한 유망한 약물 후보가 될 수 있음을 제시하고 있습니다..

이번 연구 결과는 국제 저명 학술지 ‘셀(Cell)’을 통해 발표됐다.

https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(26)00173-X

Pluripotent stem-cell-based screening uncovers sildenafil as a mitochondrial disease therapy