심근경색, 일반세포 이용해 치료 가능해지나

KIST, 나노소포체로 면역조절 치료기술 개발
심근경색 부위 염증 완화 등 심장기능 향상

KIST는 세포자살이 유도된 세포에서 나노소포체를 생산해 면역조절 방식으로 심근경색을 치료하는 새로운 전략을 제시했다. KIST 제공

국내 연구진이 줄기세포가 아닌 일반 세포를 이용해 심근경색을 치료할 수 있는 새로운 치료법을 제시했다. 심근경색뿐 아니라 다양한 염증성 질환 분야의 치료에 활용할 수 있을 전망이다.

한국과학기술연구원(KIST)은 정윤기·이주로 박사 연구팀이 박훈준 카톨릭의대 교수, 박봉우 박사 연구팀과 함께 세포사멸이 유래된 섬유아세포에서 유래된 나노소포체를 활용해 면역반응을 조절하는 방식으로 심근경색을 치료하는 기술을 개발했다고 6일 밝혔다.

심근경색은 심장에 혈액을 공급해 주는 혈관인 관상동맥이 좁아지거나, 막혀 심장근육에 영양과 산소 결핍이 생겨 발생하는 허혈성 심장질환이다.현재 우리나라 성인 돌연사 원인 1위이자 사망원인 2위 질환으로, 국내 심근경색 환자는 2017년 9만9647명에서 2021년 12만6342명으로 매년 가파르게 증가하고 있다.

지금까지 약물요법과 경피적 동맥성혈숭, 동맥우회술 등이 치료법으로 쓰이지만, 이에 반응하지 않는 중증에는 적용하기 어렵다. 최근에는 엑소좀 등의 줄기세포 유래 나노소포체를 이용해 염증반응을 조절하는 심근경색 치료제 연구가 이뤄지고 있지만, 줄기세포는 대량 생산이 어려워 경제성 확보에 문제가 있다.

연구팀은 세포 내 생화학적 변화에 의해 자살하는 사멸세포를 원료로 한 나노의약품이 심장근육의 염증 반응을 감소시키는 것에 주목했다. 표면이 개량된 섬유아세포(섬유 생성 세포)의 세포 사멸을 유도해 항염증 특성을 가지면서 심근경색 부위에 있는 대식세포에 특이적으로 전달되는 나노소포체를 개발했다. 나노소포체는 세포 내에서 특정 물질들을 운반·전달하는 나노 크기 이하의 소포체를 뜻한다.

연구팀은 나노소포체를 생쥐 정맥에 주입한 실험에서 심근경색 부위로 효과적으로 전달돼 대식세포에만 특이적으로 다량 유입되는 것을 확인했다. 그 결과, 좌심실의 수축력을 나타내는 지표인 '좌심실 박출률'이 4주 동안 대조군에 비해 1.5배 이상 증가해 심박출량 개선 효과가 있었다. 또 심근경색 부위에서 염증 완화 효과와 함께 심근경색 부위의 섬유화를 감소시키고, 심장 내 혈관 보존율과 심근세포의 생존율이 높아지는 등 심장 기능이 향상됨을 확인했다.

정윤기 KIST 박사는 "세포자살이 유도된 세포에서 생산한 나노소포체를 이용해 심근경색 치료에 적용한 최초의 연구"라며 "앞으로 병원, 기업 등과 임상시험 등 치료 유효성과 안전성 검증 연구를 진행할 계획"이라고 말했다.

이 연구결과는 재료 분야 국제 학술지 '어드밴스드 펑셔널 머터리얼즈(6월호)'에 실렸다. 이준기기자 bongchu@dt.co.kr