류머티스관절염 원인 '일산화질소' 잡는 치료제 개발

2019.06.04 18:14
김원종 포스텍 화학과 교수 연구팀은 류마티스 관절염의 원인인 몸속 일산화질소를 제거해 병을 치료하는 나노젤을 개발했다. 포스텍 제공
김원종 포스텍 화학과 교수 연구팀은 류머티스 관절염의 원인인 몸속 일산화질소를 제거해 병을 치료하는 나노젤을 개발했다. 포스텍 제공

류머티스 관절염의 원인으로 알려진 체내 일산화질소를 제거해 병을 치료하는 나노 젤이 개발됐다. 기존 치료제보다 효과가 좋아 류머티스 관절염을 치료하는 새로운 치료법이 될 전망이다.

 

김원종 포스텍 화학과 교수 연구팀은 일산화질소에 반응하는 젤을 이용해 몸속 일산화질소를 모으는 나노미터(㎚, 10억분의 1m) 크기의 하이드로젤을 개발, 동물실험에서 기존 치료제보다 우수한 효과를 확인했다고 4일 밝혔다.

 

일산화질소는 몸속에서 혈관을 확장시켜 혈압 상승을 막거나 동맥이 막히는 것을 방지하는 역할을 한다. 하지만 과도하게 생성되면 류머티스 관절염과 같은 심각한 자가면역질환을 유발하기도 한다. 류머티스 관절염은 면역세포가 신체의 관절 부위를 공격해 발생하는 질환으로 비정상적으로 활성화된 면역세포들이 관절의 연골과 인대, 뼈를 파괴하는 병이다.

 

치료제는 대부분 유전자나 효소를 목표로 개발되다 보니 부작용이 문제였다. 실제 시판 중인 류머티스 관절염 치료제는 피부 발진이나 식욕 감퇴, 복부 통증 등의 부작용이 보고되고 있다. 근본 원인인 일산화질소를 해결할 수 없다는 문제도 있었다.

 

연구팀은 일산화질소를 흡수하는 생체적합성 하이드로젤을 만들어 직접 치료에 활용하기로 했다. 이를 위해 고분자 중합체의 원료인 아크릴아마이드와 이를 일산화질소 가교제(NOCCL)로 중합시킨 젤을 만들었다. 이 젤은 평소에는 물을 머금고 있다가 일산화질소와 반응하면 NOCCL이 일산화질소를 흡수해 끊어지고, 젤은 물을 방출한다. 젤 속에 약물을 넣으면 일산화질소는 흡수하면서 약물을 방출하는 것도 가능하다.

 

연구팀은 류마티스 관절염에 걸린 생쥐에게 실제 약제로 쓰이는 덱사메타손과 나노젤을 투여한 후 치료 경과를 관찰했다. 그 결과 나노젤이 염증 치료에 가장 좋은 효능을 좋았다. 포스텍 제공
연구팀은 류마티스 관절염에 걸린 생쥐에게 실제 약제로 쓰이는 덱사메타손과 나노젤을 투여한 후 치료 경과를 관찰했다. 그 결과 나노젤이 염증 치료에 가장 좋은 효능을 좋았다. 포스텍 제공

연구팀은 생쥐를 이용한 동물실험을 통해 일산화탄소 포집 젤이 실제 염증 억제제로 쓰이는 '덱사메타손'에 비해 류머티스 관절염 발병을 효과적으로 억제할 수 있는 것을 확인했다. 연구팀은 류머티스 관절염에 걸린 쥐에게 35일간 약제와 젤을 투여한 후 치료 정도를 임상 점수로 평가해 효능을 비교했다. 젤의 경우 모두 10점 이상을 받았으나 약제는 4점에서 8점 이내에 그쳤다. 아무 치료도 하지 않은 경우는 3점 이내였다.

 

김 교수는 “지금까지 일산화질소를 억제하는 약제들은 생체분자에 직접적으로 영향을 미치기 때문에 인슐린 저항성이나 심혈관 이상 등의 부작용을 야기할 수 있었다”며 “이 나노젤은 일산화질소를 직접 포집한다는 새로운 전략으로 효과적으로 류머티스 관절염을 치료했을 뿐 아니라 기존 약제 부작용을 줄였다는 점에서 의의가 있다”고 말했다.

 

여지원 포스텍 화학공학과 석박사통합과정생과 이영미 박사후연구원이 참여한 연구결과는 지난달 13일 국제학술지 ‘나노 레터스’에 실렸다.

 

김원종  포스텍 화학공학과 교수(왼쪽)와 여지원석박사통합과정생(가운데), 이영미 박사후연구원이 참여한 연구결과는 지난달 13일 국제학술지 ‘나노 레터스’에 실렸다. 포스텍 제공
김원종 포스텍 화학공학과 교수(왼쪽)와 여지원석박사통합과정생(가운데), 이영미 박사후연구원이 참여한 연구결과는 지난달 13일 국제학술지 ‘나노 레터스’에 실렸다. 포스텍 제공

 

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