주사 고통 끝?…바르면 12시간 혈당 잡는 ‘인슐린 크림’ 나오나

中 연구팀, 피부 통과하는 고분자 물질에 인슐린 결합...동물실험서 효과

인슐린 펌프를 사용에 대한 설명을 듣고 있는 아이의 모습. 사진=게티이미지뱅크

매일 바늘로 자신의 몸을 찔러야 했던 당뇨병 환자들의 고통을 덜어줄 혁신적인 방법이 고안됐다. 피부에 크림처럼 바르기만 하면 12시간 동안 안정적으로 혈당을 관리할 수 있는 '인슐린 크림'이 동물실험에서 효과를 거뒀기 때문이다.

중국 저장대 연구팀은 피부 표면과 내부의 자연적인 산성도(pH) 차이를 이용해 인슐린과 같은 고분자 단백질을 피부 속으로 효과적으로 전달하는 기술을 개발했다고 밝혔다. 이번 연구 성과는 세계 최고 권위의 과학 학술지 《네이처(Nature)》 최신호에 게재됐다.

인슐린은 제1형 당뇨병 환자와 일부 제2형 당뇨병 환자에게 생명줄과 같은 필수의약품이다. 그러나 인슐린은 분자 크기가 매우 커 피부 장벽을 통과하지 못하기 때문에 주사나 인슐린펌프에 의존해야 하는 한계가 있다. 이 때문에 환자들은 통증과 감염의 위험을 감수하며 매일 주사를 맞거나 몸에 인슐린 펌프를 부착해야 하는 불편을 겪어왔다. 특히 어린 환자들은 신체적, 정신적 고통이 상당했다.

연구팀은 이 문제를 해결하기 위해 'OP(oligo-arginine-based polymer)'라는 특수 고분자 물질을 개발했다. 보통 피부 표면은 약산성(pH 5)을, 피부 내부는 중성(pH 7.4)을 띠는데, OP는 산성인 피부 표면에서는 양전하(+)를 띠며 피부 장벽을 효과적으로 통과한 뒤, 중성인 피부 내부로 들어가면 전하가 없는 상태로 변해 혈관과 림프관으로 쉽게 흡수된다.

연구팀은 이 OP에 인슐린을 결합한 'OP-I'를 만들어 '인슐린 크림'을 완성했다. 인슐린 크림의 동물실험 결과는 성공적이었다. 당뇨에 걸린 쥐에게 이 크림을 바르자 1시간 만에 혈당이 정상 수준으로 떨어졌으며, 그 효과는 주사제와 대등한 수준으로 최대 12시간 동안 안정적으로 유지됐다. 이는 기존에 약물 전달에 널리 쓰이던 PEG(폴리에틸렌글리콜)와 인슐린을 결합한 대조군보다 월등히 뛰어난 결과다.

생물학적으로 인간과 더 유사한 미니돼지 대상 실험에서도 비슷한 효과가 나타났다. 크림 도포 후 2시간 이내에 혈당이 정상화됐고, 12시간 동안 안정 상태를 유지했다.

체내에 흡수된 OP-I는 간, 지방, 골격근 등 혈당 조절에 핵심적인 조직에 축적돼 세포 내에서 인슐린을 방출했다. 이 과정은 기존 주사제처럼 인슐린 수용체를 활성화하고 포도당 대사를 촉진했지만, 주사제보다 더 완만하고 지속적인 효과를 보였다. 또한, 현재까지 동물실험에서는 염증 반응과 같은 심각한 부작용도 발견되지 않아 안전성 측면에서도 긍정적인 평가를 받았다.

또 연구진은 이번에 개발된 OP 접합 기술이 인슐린뿐만 아니라 다른 펩타이드, 단백질, 핵산과 같은 거대분자 약물을 피부를 통해 전달하는 새로운 플랫폼이 될 수 있을 것으로 기대하고 있다고 밝혔다. 연구팀은 논문을 통해 "OP 접합 기술은 광범위한 치료 분야에 적용될 수 있는 다재다능한 경피 약물 전달 기술"이라며 "향후 추가 연구를 통해 그 가능성을 확인할 가치가 있다"고 밝혔다.

김다정 기자 (2426w@kormedi.com)