실명 유발 망막질환 늦추는 치료법 개발…쥐 실험에서 효과 검증

KIST "염증 반응성 하이드로젤로 약물 전달 조절…망막 변성 진행 늦춰"

(서울=연합뉴스) 이주영 기자 = 국내 연구진이 실명을 초래할 수 있는 노인성 황반변성·망막색소변성 같은 안과 질환을 일으키는 망막 내 염증 부위에 치료 물질을 효과적으로 전달, 병의 진행을 늦추는 치료법을 개발해 생쥐 실험에서 효과를 확인했다.

망막 퇴행을 억제하기 위한 염증 반응성 약물 개념도 (왼쪽 초록색 박스) 염증에 반응하는 하이드로젤 안에 담긴 항염증제. (오른쪽) 염증 반응성 약물을 망막색소변성증 동물에 주사. 망막 내 염증 성분에 반응해 약물이 점진적으로 전달돼 광수용체 부근의 염증성 세포 증식을 억제, 망막변성 질환 진행을 늦출 수 있음. [한국과학기술연구원 제공. 재판매 및 DB 금지]

한국과학기술연구원(KIST)은 21일 뇌과학연구소 임매순 박사와 경희대 오승자 교수, 서울대 이강원 교수 연구팀이 망막 내 염증 환경을 억제할 수 있는 새로운 약물을 제안하고, 염증 부위에 약물을 효과적으로 전달할 수 있는 염증 반응성 하이드로젤을 개발했다고 밝혔다.

노인성 황반변성과 망막색소변성은 안구 뒤편 망막에서 빛을 생체 신호로 변화하는 광수용체 세포가 점차 손상돼 실명하는 치명적 안과 질환으로, 현재로는 모두 완치가 불가능하며 항염증제를 안구 내에 주사해 망막 손상을 늦추는 게 최선이다.

그러나 약물 주사 방식은 약제가 안구 내에 머무는 동안에는 효과가 지속돼 증상에 따라 4주에서 12주 간격으로 환자가 병원을 방문해 주사를 맞아야 하는 불편함이 있다고 연구팀은 밝혔다.

연구팀은 이 연구에서 염증 인자인 'EZH2'를 억제하는 물질을 망막 변성을 일으키는 염증을 억제하는 항염증제로 처음으로 제안했다.

EZH2는 악성 림프종 같은 혈액암이나 여러 고형암을 유발하는 효소 중 하나로 이를 억제하는 다양한 항암제 개발이 추진되고 있다.

연구팀은 EZH2가 망막 광수용체 내에서 염증 반응을 유발해 망박 변성을 가속하는 것에 착안, 망막 변성을 앓고 있는 생쥐에 EZH2 억제물질을 주입하면 망막 변성 진행이 느려진다는 사실을 확인했다.

또 안구의 유리체 성분과 유사한 히알루론산을 기반으로 염증 환경에서 과발현되는 효소인 카텝신에 서서히 분해되는 염증 반응성 하이드로젤을 개발, 약물이 망막 염증 부위에서 서서히 방출되게 하는 데 성공했다.

염증 반응성 하이드로젤을 이용한 약물 효과 검증 결과 망막변성증을 가진 동물에 염증 반응성 하이드로젤을 이용해 약물을 주입하고 2주 후 망막을 관찰한 결과. (위) 약물을 주입하지 않은 대조군에 비해 실험군에서 염증 인자들(초록색, 빨간색)이 유의미하게 감소했음. (아래) 광수용체 세포 중 한 종류인 원뿔세포(초록색)가 실험군에서 더 많이 관찰되고 광수용체 층도 더 많이 남아있음. [한국과학기술연구원 제공. 재판매 및 DB 금지]

EZH2 억제제가 섞여 있는 하이드로젤을 안구에 주사하면 염증 주변에 있는 카텝신이 하이드로젤을 분해하면서 약물이 방출된다. 염증이 심하면 카텝신이 많아 약물이 빨리 방출되고 염증이 심하지 않으면 약물이 느리게 방출된다.

망막 변성 형질전환 생쥐의 안구에 EZH2 억제제가 들어 있는 하이드로젤을 주입한 결과 망막 내 염증 인자가 93% 이상 감소한 것으로 나타났다.

또 망막 변성에 의해 파괴되는 것으로 알려진 광수용체 세포의 보호 효과가 대조군보다 약 4배가 높아져 시력 손실이 지연되는 것으로 확인됐다

임매순 박사는 "앞으로 이 치료법의 상용화를 위해 더 큰 실험동물에 적용하면서 질병 진행 정도에 따라 사용될 약물과 하이드로젤의 양, 치료 주기 등을 데이터화하고 약물 전달 시스템의 장기간 안정성도 검토할 예정"이라고 밝혔다.

이 연구 결과는 과학 저널 네이처(Nature)가 발행하는 국제학술지 'npj 재생의학'(npj Regenerative Medicine) 최신 호에 게재됐다.

scitech@yna.co.kr

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