보건타임즈 : 국내대학 융합연구팀, '고위험 동맥경화반 표적치료제' 개발

(그림1 표적치료제모식도, 동맥경화반 평가 동물 생체영상 시스템

이를 통해 표적치료 전후의 동맥경화반의 크기와 염증 감소 결과다.

[보건타임즈] 최근 국내대학 융합연구팀이 급성 심근경색과 심장마비를 유발하는 고위험 동맥경화반을 선택적으로 치료할 수 있는 표적 치료 기술개발에 성공했다.
심근경색은 심장의 혈관 (관상동맥)이 막히거나 혈류에 장애가 생겨 심장근육이 손상돼 괴사하는 질환이다.
동맥경화반은 동맥혈관 내벽에 지질이 침착돼 혈관 벽이 두꺼워져 내경이 좁아지는 질환을 말하며 안정적인 상태일 땐 갑자기 응급 상황에 빠진다든가 등의 짧은 시간에 위험하지는 않다.
하지만, 특정 염증세포의 침투로 염증반응이 발생한 고위험 동맥경화반은 한 순간에 심근경색, 심장마비를 일으키는 주원인이 된다.

고대구로병원 심혈관센터 김진원 교수는 중앙대 시스템생명공학과 박경순 교수, 한양대 생체공학과 유홍기 교수, 카이스트 기계공학과/KI헬스사이언스연구소 오왕렬 교수로 꾸려진 융합 연구팀(사진)이 심혈관 질환에서 고위험 동맥경화반 치료에 활용할 수 있는 표적 치료 기술을 개발해냈다고 밝혔다.

표적치료는 특정세포나 분자에 선택, 결합해 부작용을 최소화하면서 질병을 치료하는 기술이다.
표적치료는 최근 나노기술의 발달에 힘입어 빠르게 발전하는 분야다.
나노기술은 10억분의 1미터인 나노미터 단위에 근접한 원자, 분자와 초분자 정도의 작은 크기 단위에서 물질을 합성하거나 조립, 제어하며 혹은 성질을 측정, 규명하는 기술이다.

나노입자 수준의 약물전달 시스템은 특정표적에 특이적으로 결합, 약물을 운반해 치료효과를 극대화 하는 동시에 전신 부작용을 최소화 한다.
현재 나노입자를 통한 표적치료는 종양질환에서 괄목할만한 성과를 보이고 있지만 심혈관 질환에선 연구된 바가 드물었다.

이 연구는 동맥경화반에 침투한 대식세포로 질병이 급하게 악화될 수 있다는 점에 착안했다.
대식세포은 선천면역을 담당하는 주요세포로 항원 등이 침입하면 섭식하는 기능을 담당한다. 동맥경화반에선 혈관 벽에 침착된 콜레스테롤을 섭식, 염증반응을 일으켜 동맥경화반의 진행에 관여한다.
이 치료제는 동맥경화반 대식세포에서 발현되는 만노스 수용체를 표적하는 약물 전달체를 합성한 것에 PPARγ 기전을 활성화하는 약물 로베글리타존을 탑재했다.
만노스 수용체는 막관통형 세포 내 섭취 수용체다.
대식세포의 표면에 존재하며 최근 여러 연구들을 통해 고위험 동맥경화반을 발현한다는 것이 보고되고 있다.

이 치료제는 고위험 동맥경화반에 고용량의 약물을 선택적으로 전달함으로써 강력한 동맥경화 감소와 항염증의 안정화 효과가 나타났으며, 유의미한 부작용도 보고되지 않았다 (그림1).

(그림2) 상기 표적치료제의 치료기전 모식도

고위험 동맥경화반 내의 대식세포을 표적해 고용량의 로베글리타존을 선택적으로 전달, 전신 부작용을 줄이면서 치료효과를 극대화했다.

이와 함께 융합연구팀은 소형 동물 동맥에 최적화한 새로운 분자 영상 기법을 개발해 강력한 동맥경화 감소와 항염증을 안정시키는 효과를 생체 내 추적 영상으로 입증했으며, (그림1) 작용 기전을 완벽하게 밝혀냈다 (그림2).

고대 구로병원 심혈관센터 김진원 교수는 "현대의학의 발전에도 여전히 심혈관 질환으로 사망률이 높다"면서 "이번 동맥경화 나노표적 치료가 심혈관 질환 치료의 새로운 대안이 될 수 있을 것으로 여겨진다"며 이 연구의 의의를 밝혔다.

또 김 교수는 "이번 치료법과 분자 영상 기법을 완전히 통합하는 연구를 추가로 진행, 새로운 진단-치료 융합을 통한 맞춤 치료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다"고 말했다.

이 연구는 동맥경화 표적 나노 치료의 새로운 분야를 개척한 것으로 평가돼 고대의대 박사 과정 중에 있는 최자연 씨(논문 제 1저자)가 지난해 ‘대한심장학회 젊은 연구자상’을 수상한 바 있다.
현재 국내와 해외 특허 출원 중에 있으며 국내 제약사와 후속 연구를 통해 임상 적용을 모색 하고 있다.

이 연구는 과학기술정보통신부․한국연구재단 기초연구지원사업 등의 지원으로 수행됐다.
이 연구논문은 'Therapeutic Effects of Targeted PPARɣ Activation on Inflamed High-Risk Plaques Assessed by Serial Optical Imaging In Vivo'이란 제목으로 국제 학술지 테라노스틱스(Theranostics) 최신판에 게재됐다.