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일산화질소 제어해 류마티스 관절염 치료한다

송고시간2017-10-11 20:00

IBS, 생체 독성 낮은 치료법 제시

(대전=연합뉴스) 박주영 기자 = 생체 내 일산화질소를 제어해 류마티스 관절염을 치료할 수 있는 기술이 개발됐다.

기초과학연구원(IBS)은 복잡계자기조립연구단 김원종 학연연구위원(포스텍 화학과 교수) 연구팀이 일산화질소에 선택적으로 반응하는 하이드로젤을 통해 류마티스 관절염의 새로운 치료법을 제시했다고 11일 밝혔다.

일산화질소에 선택적으로 반응하는 하이드로젤의 화학 구조
일산화질소에 선택적으로 반응하는 하이드로젤의 화학 구조

[IBS 제공=연합뉴스]

류마티스 관절염은 면역세포가 신체의 관절 부위를 공격해 발생하는 자가면역질환으로, 비정상적으로 활성화된 면역세포들이 관절의 연골과 인대, 뼈를 파괴하는 특징을 갖고 있다.

현재까지 정확한 원인을 알 수 없어 치료가 아닌 병증 완화에만 의존하고 있다.

특히 기존 시판 중인 관절염 치료제는 피부 발진, 식욕 감퇴, 복부 통증, 간기능 이상 등 부작용이 보고되고 있다.

연구팀은 생체 독성이 낮은 하이드로젤을 이용해 부작용이 거의 없는 류마티스 관절염 치료제를 개발했다.

생체 내 일산화질소는 혈관 확장, 세포 사멸, 면역 조절 등의 기능을 하지만 면역 체계의 이상으로 과하게 생성되면 자가면역질환을 악화시키게 된다.

연구팀은 관절염 주변의 일산화질소를 인식해 선별적으로 제거할 수 있는 하이드로젤을 개발해 이런 문제점을 해결했다.

세포의 일산화질소 분비량에 따른 하이드로젤의 감응 정도 비교
세포의 일산화질소 분비량에 따른 하이드로젤의 감응 정도 비교

[IBS 제공=연합뉴스]

하이드로젤이 염증이 심한 부분의 활막액(관절 사이에 차 있는 액체)을 다량으로 흡수하면서 동시에 약물을 방출하게 할 수 있다.

연구팀은 일산화질소에 민감하게 반응해 잘 끊어지는 가교제를 합성, 이 가교제가 들어간 하이드로젤을 이용해 가스나 용액 속에 있는 일산화질소를 포집하는 데 성공했다.

일산화질소가 가교제를 끊어 분자들 사이가 느슨해져 벌어지면 이 틈 사이로 액체가 유입되면서 하이드로젤이 부풀어 오르는 원리이다.

실제 대식세포(면역세포)에 하이드로젤을 주입한 결과, 하이드로젤이 일산화질소와 만난 뒤 틈이 벌어지면서 유입된 물로 인해 질량이 3배 이상 증가했다.

여기에 약물을 넣어 병변에 주입하면 활막액이 하이드로젤 내부로 들어오면서 약물을 밀어내 관절염을 치료하는 효과를 낼 수 있다.

김원종 학연연구위원은 "현재 나노미터(㎚·10억분의 1m) 크기의 하이드로젤을 이용해 실제 류마티스 관절염에 걸린 쥐를 대상으로 효과를 입증하는 단계"라고 설명했다.

김원종 IBS 학연연구위원
김원종 IBS 학연연구위원

[IBS 제공=연합뉴스]

이번 연구 결과는 국제학술지 '어드밴스드 머티리얼스'(Advanced Materials) 온라인판 이날 자에 실렸다.

jyoung@yna.co.kr

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