KIST, '실명 유발' 망막 질환 늦추는 치료법 개발…염증 정도 맞춰 약물 전달속도 조절

망막 퇴행을 억제하는 염증 반응성 약물 개념도

한국과학기술연구원(KIST·원장 윤석진)은 임매순 뇌과학연구소 박사팀이 오승자 경희대 교수, 이강원 서울대 교수와 함께 망막 내 염증 환경을 억제할 수 있는 새로운 약물을 제안하고, 염증 부위에 약물을 효과적으로 전달할 수 있는 하이드로젤을 개발했다고 밝혔다.

노인성 황반변성과 망막색소변성은 안구 뒤편 신경조직인 망막에서 빛을 생체 신호로 변환하는 광수용체 세포가 점차 손상돼 실명을 초래하는 치명적인 안과 질환이다.

노인성 황반변성은 노화로 망막 중앙 부분인 황반에서 변화가 일어나는 질환으로 65세 이상 노인 실명 원인 1위로 꼽힌다.

망막색소변성은 망막 주변에서 광감각 세포 변화가 일어나는 유전 질환으로 전 세계적으로 약 4000명 중 1명 정도 발병하며, 초기에는 야맹증으로 시작되나 나중에는 시력을 잃어버리게 된다.

현재 두 질환 모두 완치가 불가능하며, 항염증제를 안구 내 주사해 망막 손상 진행 속도를 늦추는 것이 최선의 방법이다.

그러나 약물 주사 방식은 약제가 안구 내에 머무르는 동안에만 효과가 지속돼 증상에 따라 4~12주 간격으로 환자가 병원을 방문해 주사를 맞아야 하는 불편함이 있다.

연구팀은 염증 인자인 EZH2를 억제하는 물질을 항염증제로 처음 활용했다. EZH2는 광수용체 내에서 염증 반응을 유발해 망막 변성을 가속화하는데, 망막 변성을 앓는 쥐에 항염증제를 주입하자 망막 변성 진행 속도가 느려짐을 확인할 수 있었다.

그뿐 아니라 일반적으로 염증 환경에서 과발현되는 효소인 카텝신 인자와 만나면 서서히 분해되는 성질을 가진 하이드로젤에 항염증 약물을 실어 전달하는 데 성공했다.

연구팀이 개발한 염증 인자 반응성 항염증 약물 전달 하이드로젤을 망막 변성을 앓고 있는 쥐의 안구에 주입했을 때 망막 내 염증 인자가 6.1% 수준으로 감소했다. 또 망막 변성에 의해 파괴되는 것으로 알려진 광수용체 세포 보호 효과가 대조군에 비해 약 4배 높아 시력 손실을 효과적으로 지연할 수 있음을 확인했다.

특히 안구 유리체 성분과 유사한 히알루론산 기반 하이드로젤은 환자 개개인 망막 염증 정도에 따라 약물이 분해되는 양을 다르게 조절할 수 있어 반복적 주사를 최소화할 수 있다.

이를 통해 시력 저하로 거동이 어려운 환자의 경우 통원 과정에서 발생하는 경제적 부담과 안전사고 위험성을 낮추고, 증상 초기 환자는 주기적 병원 방문 횟수가 감소해 일상생활에서 불편함을 줄일 수 있다.

임매순 박사는 “상용화를 위해 향후 질병 진행 정도에 따라 사용될 약물과 하이드로젤의 양, 치료 주기 등을 데이터화하고 약물 전달 시스템의 장기간 안정성도 검토할 예정”이라고 밝혔다.

오승자 교수는 “향후 망막 변성 질환 이외의 다양한 안과 질환에서 염증을 포함한 여러 인자의 변화를 조사해 새롭게 개발한 반응성 약물 전달 시스템을 순차적으로 적용해 나갈 것”이라고 밝혔다.

이번 연구는 과학기술정보통신부(장관 이종호) 지원으로 KIST 주요사업과 신진중견연계연구, 우수신진연구자지원사업, 뇌기능규명조절기술개발사업, 보건복지부 공익적의료기술연구사업을 통해 수행됐다.

이번 연구 성과는 국제 학술지 'npj Regenerative Medicine'(IF 7.2, JCR 분야 상위 19.3%) 최신호에 게재됐다.

김영준 기자 kyj85@etnews.com