Ro'ee Gilron, PhD, Rune Labs 수석 신경과학자 – 인터뷰 시리즈

로이 길론 박사, 수석 신경과학자입니다. 룬 연구소, 정밀 신경학을 위한 소프트웨어 및 데이터 분석 회사로 치료 제공 및 치료 개발을 지원합니다. StrivePD는 파킨슨병에 대한 회사의 치료 전달 에코시스템으로, 환자와 임상의가 다양한 환자 데이터 소스를 요약하는 선별된 대시보드에 대한 액세스를 제공하고 환자를 임상 시험에 연결함으로써 파킨슨병을 더 잘 관리할 수 있도록 합니다. 치료제 개발을 위해 바이오제약 및 의료 기기 회사는 Rune의 기술, 참여 임상의 및 환자 네트워크, 대규모 종적 실제 데이터 세트를 활용하여 개발 프로그램을 가속화합니다. 이 회사는 Eclipse Ventures, DigiTx, TruVenturo 및 Moment Ventures와 같은 주요 투자자로부터 재정적 지원을 받았습니다.

처음에 신경과학 분야에 끌린 이유는 무엇입니까?

저는 Epilepsy Monitoring Unit(EMU)에서 간질 환자와 함께 일하면서 연구 경험을 쌓은 후 병진 신경과학 분야와 사랑에 빠졌습니다. 수년 동안 이 환자들과 많은 작업을 수행하여 당시 내가 집중했던 영역인 언어, 시각 및 운동 제어 분야에서 놀라운 발견을 이끌어 냈습니다. 대학원 작업을 위한 기본 연구를 마친 후 저는 환자가 앓고 있는 질병에 대해 구체적으로 환자와 함께 일할 수 있는 능력을 원했습니다. 이것은 제가 대학원에서 운동 제어 및 엔지니어링에 대해 배운 것을 심부 뇌 자극 장치를 사용하여 파킨슨병 환자와 작업하는 데 적용하도록 동기를 부여했습니다.

심부뇌자극(DBS) 장치에 대한 초기 작업에 대해 논의할 수 있습니까?

내 경력의 지난 XNUMX년 동안 나는 운이 좋게도 적시 적소에 있었습니다. 저는 UCSF Health의 신경외과 의사인 Philip Starr의 연구실에 합류했으며 당시 그는 실험적인 DBS 장치로 작업하고 있었습니다. 연구실은 DBS로 차세대 치료법을 개발하려는 선별된 환자 및 임상의 그룹과 함께 시판 전 승인 신청을 지원하는 데 필요한 데이터를 수집하기 위해 IDE(연구 기기 면제)를 받기 위해 노력하고 있었습니다.

이 작업의 흥미로운 구성 요소는 당시 개발 중이던 장치의 새로운 기능이었습니다. 인터페이스 설계, 장치 작업 및 프로그래밍을 포함하여 종단 간 개발을 위해 노력한 뇌 자극 장치가 있습니다.

Rune Labs는 스스로를 정밀 신경학을 위한 소프트웨어 및 데이터 분석 회사라고 설명합니다. 정밀 신경학이 무엇인지 정의할 수 있습니까?

우리는 지난 10년 동안의 암 연구에서 각본을 취하고 있습니다. 우리는 환자의 5%만이 응답했기 때문에 시험이 실패했다고 생각했습니다. 우리는 이제 그 모든 데이터를 취하여 모든 다른 유형의 암에 걸쳐 집계하고, 종양의 게놈을 배열하고, 인식된 '실패'를 취하면 이러한 환자에게 훨씬 더 개인화된 치료법을 제공할 수 있다는 것을 알고 있습니다. 이제 유방암 환자를 치료하는 것이 아니라 암 환자의 염기서열을 분석한 매우 특정한 유형의 종양을 치료하는 것입니다. 치료법은 믿을 수 없을 정도로 개인화되어 있습니다. 이 암의 혁명은 환자의 생존율에 큰 영향을 미쳤으며 이제 우리는 그 경험에서 배우려고 노력하고 있습니다.

신경학에서 우리는 지난 세기 동안 주변에 있었던 일부 장애를 평가하는 방법에 어느 정도는 여전히 고착되어 있습니다. 우리는 이 모든 믿을 수 없을 정도로 정교한 장치가 손목시계에 묶여 있고 스마트폰과 페어링되어 환자와 임상의가 치료에 대해 더 나은 결정을 내리는 데 도움이 되도록 환자에 대한 자세한 정보를 수집하는 미래를 안내하려고 합니다. 우리는 이 데이터를 새로운 신경 요법을 개발하고 시장에 출시하기 위한 기반으로 사용하고자 합니다.

지난 XNUMX년 동안 파킨슨병에 대한 돌파구는 거의 없었습니다. 왜 이것이 다루기 어려운 질병입니까?

파킨슨병에서는 다인성입니다. 우리는 완벽한 표적이 없으며 오늘날 우리가 가지고 있는 대부분의 치료법은 질병의 경과를 바꾸지 않고 DBS를 포함한 증상만 치료합니다. 신약개발은 어렵다. 파킨슨병과 다른 많은 장애는 증상이 나타나기도 전에 일정 기간 동안 진행됩니다. 질병이 안정된 상태로 아주 오래 살 수 있어 전통적인 방식으로 신약의 효능을 평가하기가 어렵습니다. 설문지와 같은 임상적 이점을 측정하는 방법은 특히 500명의 환자를 대상으로 한 임상시험에서 질병 증상의 다양성으로 인해 영향을 항상 정확하게 포착할 수 있는 것은 아닙니다. 테스트할 수 있는 분자의 수는 매우 제한적입니다.

그러나 환자의 표현형을 분석하고 추적하여 시간이 지남에 따라 더 자세한 정보를 수집할 수 있다면 이전에는 볼 수 없었던 효과를 관찰할 수 있다는 이론이 있습니다. Apple Watch와 같은 웨어러블 기기에서 수집된 데이터 덕분에 가속화된 몇 주 또는 몇 달과 같은 더 짧은 시간이 필요할 수 있습니다.

Rune Labs는 Apple Watch와 같은 웨어러블에서 파킨슨병 치료제 개발을 가속화할 수 있는 정교한 심부 뇌 임플란트에 이르기까지 어떤 유형의 데이터를 수집하고 있습니까?

Apple Watch를 사용하면 환자의 떨림과 운동 이상증을 분 단위로 측정하기 위해 미국 식품의약국(FDA)으로부터 510(k) 허가를 받았습니다. 우리는 이 기술에 대해 Apple과 협력하여 매일, 매주, 매월 환자에게 더욱 집중할 수 있게 되었습니다. 환자의 임상 점수만 보면 불가능합니다. Apple Watch를 사용하면 심도 있는 표현형 주석을 작성할 수 있는 방대한 데이터를 수집할 수 있습니다. 이러한 검증된 응답 외에도 환자에 대한 방대한 정보도 수집합니다. 여기에는 걸음 수에서 걸음 길이까지의 이동성 패턴, 환자의 낙상 가능성과 관련된 이중 지원 시간 또는 대칭 걷기와 같은 다른 검증된 메트릭에 대한 패턴이 포함될 수 있습니다. 이는 파킨슨병 환자의 큰 관심사이자 장애에 큰 기여를 합니다. 우리는 또한 연구에서 유익한 것으로 나타난 수면 활동과 운동을 추적하고 있습니다. 운동은 장기간에 걸쳐 파킨슨병 증상에 유익한 유일한 것 중 하나입니다.

또한 이 데이터를 사용하여 더 진행된 파킨슨병 환자의 하위 집합에서 DBS 장치를 사용하는 표현형 환자를 돕고 있습니다. 이를 위해 뇌 활동을 감지할 수 있는 Medtronic에서 제조한 장치를 사용하고 있습니다. 우리는 환자의 병리학적 네트워크를 생성하는 이러한 핵의 깊은 곳에서 나오는 환자의 전기생리학에 대한 많은 정보를 추적하고 있습니다. 이 접근 방식을 통해 이전에는 불가능했던 방식으로 환자를 특성화할 수 있습니다.

이 데이터는 Rune Labs가 예측 맞춤형 치료를 제공하는 데 어떻게 도움이 됩니까?

우리는 환자 우선 접근 방식에서 접근하고 있습니다. 지금 당장은 파킨슨병 환자가 사용할 수 있는 모든 옵션을 전달하는 것이 어려울 수 있습니다. 임상의가 환자를 위해 이러한 많은 치료법을 분류해야 하기 때문입니다. 더 나은 데이터가 도움이 될 수 있다고 생각하는 것 중 하나는 환자가 경구 약물로 많은 운동 변동을 경험했기 때문에 DBS 장치를 받도록 추천하는 것과 같은 개선된 예측입니다. 우리는 환자가 임상의와 대화할 수 있도록 힘을 실어줄 수 있습니다. 또 다른 예는 임상의가 환자가 많은 운동 이상증을 경험하고 있다는 데이터를 볼 수 있는 경우 약물 제형 변경을 권장할 수 있습니다. 시중에는 많은 신약과 장치가 있으며 환자가 모든 옵션을 탐색할 수 있도록 지원하고자 합니다.

또한 우리는 Medtronic과 같은 장치 제조업체와 협력하여 잠재적으로 미래에 환자에게 특정 약물 또는 흡입 또는 주사 방식이 환자에게 가장 적합한지 여부와 같은 실시간 제안을 제공할 수 있습니다.

DBS 장치 공간에서 우리가 작업하고 있는 또 다른 것은 증상과 같은 환자의 결과 데이터를 가져와 뇌에서 수집되는 전기생리학 데이터와 결합할 수 있는 것입니다. 환자의 뇌를 효과적으로 자극하는 방법에 대한 권장 사항을 제시하기 위해 이 두 가지 데이터 유형을 결합하면 향후 임상 시험에 통합될 수 있습니다. 파킨슨병 진행에 대한 바이오마커를 확인하는 데 도움이 되는 몇 가지 예가 이미 있습니다.

모든 데이터가 수집되었으므로 Rune Labs는 파킨슨병 진행에 대한 바이오마커를 식별할 수 있었습니까?

바이오마커 측면에서 매우 유망한 초기 리드가 있다고 생각합니다. 발표된 데이터는 수면 이상이나 인지 문제와 같이 질병의 위험 증가와 더 빠른 진행에 기여하는 특정 특성이 있음을 보여줍니다. 우리가 가지고 있는 플랫폼은 이러한 증상을 측정할 수 있습니다. 흥미로운 점은 환자에게 긍정적인 영향을 미칠 수 있는 가능성입니다. 환자들은 이러한 장치를 착용하고 장기간에 걸쳐 이러한 패턴을 포착하고 있으며, 이는 이 질병의 기간이 수십 년으로 측정된다는 점에서 바이오마커를 개발하는 데 필요합니다.

Rune Labs는 또한 다발성 경화증 환자를 돕기 위해 척수 자극기를 연구하고 있습니다. 이에 대한 과학에 대해 논의할 수 있습니까?

다발성 경화증은 신경퇴행성 질환이며 파킨슨병과 마찬가지로 오늘날 치료법은 없지만 환자가 증상을 완화하는 데 도움이 되는 약물과 질병 수정 요법이 있습니다. 이러한 약물은 본질적으로 MS에서 신체가 스스로를 공격하게 하는 과잉 반응성 면역 체계를 줄입니다. Rune에서는 다발성 경화증과 관련된 신경병성 통증을 관리하는 데 도움이 되는 척수 자극 장치를 사용하는 새로운 다발성 경화증 치료법을 조사하고 있습니다. 이 접근법의 독특한 점은 파킨슨병처럼 이 장치를 사용하여 신경계에 접근할 수 있다는 것입니다.

신경학의 목표는 수십 가지 질병을 치료하기 위해 뇌파에 실시간으로 반응할 수 있는 적응형 뇌 임플란트를 설계하는 것입니다. 이를 구축하는 데 있어 핵심 과제는 무엇입니까? 

적응형 DBS(aDBS) 장치를 구축하는 데는 많은 핵심 과제가 있습니다. 주요 과제는 동일한 대상을 기록하고 자극하는 것입니다. 신호 충실도에 영향을 미치고 일부 환자의 경우 장치 사용을 방해할 수 있는 몇 가지 요인이 있습니다. 최근 연구에 따르면 심장의 전기 쌍극자에서 멀리 떨어진 오른쪽 가슴에 이식형 펄스 발생기(IPG)를 사용하면 심전도(ECG) 오염을 완화할 수 있으므로 사용 가능한 감지 접촉에서 ECG 아티팩트의 가능성을 낮출 수 있습니다. ECG 아티팩트와 함께 DBS 전극 케이블 이동은 뇌 신호에서 큰 과도 현상을 일으키는 것으로 관찰될 수 있습니다. 앞서 언급한 두 아티팩트 모두 주파수 스펙트럼의 광대역을 오염시키므로 잠재적으로 임계값 기반 제어 정책이 대상 바이오마커에 효과적으로 반응하여 제어되지 않은 자극 증가 또는 감소로 이어지는 것을 방지합니다.

임상적으로 지속 가능한 aDBS 시스템의 개발은 인공물이 없는 뇌 활동과의 상호 작용을 포함하여 본질적으로 기술적인 새로운 문제를 가져올 것입니다. 환자 맞춤형 제어 전략의 정밀도를 높이면서 생리학적 및 행동 추적을 지원하기 위해 추가 무선 외부 장치를 임플란트와 페어링하여 이러한 문제 중 많은 부분을 해결할 수 있습니다.

훌륭한 인터뷰 감사합니다. 자세한 내용을 알고 싶은 독자는 방문하세요. 룬 연구소.