"세포통해 약물투입이 불가했던 연골세포 내부로 약물주입하는 법 발견
[쿠키뉴스] 관절염 환자 치료는 환자에게 부담이 적으면서 효과가 큰 약물을 환자 개개인에게 맞춰 적절히 이용하는 것도 무엇보다 중요하다.
하지만 골관절염의 경우 통증의 기전과 연골대사, 생화학, 분자 생물학적인 지식이 많이 축적됐음에도 불구하고 치료제 개발은 아직 요원하다.
대부분의 약제들이 질환 경과보다는 염증과 통증 조절에 주 기능을 발휘한다는 현실을 감안하면, 아직까지 골관절염 치료에서 비약물적인 치료가 약물치료보다 조금 더 높은 비중을 차지한다는 게 전문가들의 설명이다.
이런 상황속에서 새로운 형태의 관절염 치료 전략 적용 가능성을 열어줄 논문을 영국 퀸매리 대학(Queen Mary University of London) Mauro Perretti 교수팀이 발표해 눈길을 끌고 있다.
특히 이때까지 약물이 투입할 수 없을 것으로 여겨져왔던 관절 연골에 세포를 이용해 약물 투여가 가능한 것으로 밝혀지면서, 관절염 치료의 새로운 전략이 임상에 적용될수 있을 지에 대한 기대감이 조금씩 상승되고 있다.
◇미세소포가 연골을 보호해, 관절염 치료 혜택 증가시켜
연구팀의 논문에서 가장 눈여겨볼 사실은 환자 자신의 미세소포(microvesicles, MVs)를 이용해 연골세포(cartilage cell) 내부로 약물을 전달할 수 있다는 점이다.
미세소포는 직경 0.05~1 마이크로미터(micrometer) 크기를 갖는 체액이 막에 둘러 쌓여있는 세포보다 작은 구조물이다. 특정 백혈구들이 분비하는 미세소포는 류마티스 관절염 환자들이 관절에서 대규모 양으로 축적되는 것으로 알려져왔다.
연구팀이 이러한 기전을 이용해 쥐와 사람의 연골세포에 미세소포를 투여한 결과 관절염 질환을 치료하는 데 효과적인 것으로 나타났다. 과거까지만 해도 연골은 세포나 다른 구조물이 통과할 수 없다고 알려져 왔다. 이는 관절염을 치료하는데 있어서 약물을 전달하는 능력에 큰 걸림돌이 돼왔던 것도 사실.
하지만 Perretti 교수팀에 따르면 백혈구에서 분비되는 미세소포가 연골을 자유롭게 통과하는 것은 물론, 이들 세포가 관절염의 영향을 받는 연골을 효과적으로 보호하는 기능도 갖춘 것.
특히 전문가들은 이번 연구를 통해 골관절염을 비롯한 류마티스관절염, 외상 등으로 연골 손상을 동반한 환자에게 미세소포를 이용해 연골에 약물을 투여하는 치료전략을 적용할 수 있을지 기대를 걸고있다.
이들 미세소포와 함께 오메가3 지방산이나 다른 소분자 약물이 투여되면 연골 보호효과는 물론, 관절염 치료 혜택도 한층더 강화될 것으로 판단되기 때문이다.
연구팀은 환자 본인의 미세소포를 이용한 치료를 위해서는 병원서 치료기간이 하루 정도 소요될 것으로 예상했다.
'미세소포' 동물실험 및 인간세포 이용한 실험에서도 눈에띄는 결과 보여
세부적인 연구계획은 이랬다. 먼저 쥐의 유전자를 변형시켜 미세소포 생산을 감소시킨 후 쥐의 상태를 살펴봤다. 관찰결과 쥐의 연골이 손상되고, 관절염이 발생했는데, 이와반대로 미세소포 수를 오히려 증식시켰더니, 연골 분해가 크게 감소했다.
여기에 더해 연구팀은 미세소포가 동물뿐만 아니라 인간의 세포에서도 관절염을 예방 및 치료하는 효과를 나타냈음을 확인했다. 미세소포가 인간의 세포에서도 연골을 보호하는 효과를 보인 것인데, 여기에는 FPR2/ALX라고 불리는 특정 세포 수용체의 역할이 컸다는 게 연구팀의 부연설명이다.
Perretti 교수는 "미세소포가 연골을 보호하는 것은 물론, 연골에 약물 투여를 용이하게 하는 사실도 확인했다"면서 "아울러 연골 보호효과가 큰 특정 수용체인 FPR2/ALX 을 표적으로 삼는 질환 치료제 개발에도 집중할 필요가 있다"고 조언했다.
이어 그는 "다만 이번 연구는 아직 초기단계를 지났을 뿐 관절염 치료 효과를 재 확인할 수 있는 추가 연구가 시행되야 한다"고 덧붙였다.
전문가들은 이번 연구결과를 계기로 관절염 치료의 기대되는 효과에 대해서는 긍정적인 입장을 보였다.
영국 관절염연구소 Stephen Simpson 소장은 최근 미국과학논문사이트인 eurekalert지와의 인터뷰를 통해 "환자 자신의 수송 시스템인 미세소포를 이용해 연골에 대한 새로운 치료 약제를 확보할 가능성이 열렸다"는 평을 내렸다.
Simpson 소장은 "이번 연구결과는 기존의 방식보다 관절 손상을 줄이는데 더욱 유망할 것으로 생각된다. 이 같은 새로운 전략으로 영국 수백만 명의 관절염 환자들 삶의 질 개선에도 도움을 줄 것으로 기대한다"고 말했다.
쿠키뉴스 제휴사 / 메디칼업저버 박미라 기자 mrpark@monews.co.kr
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하지만 골관절염의 경우 통증의 기전과 연골대사, 생화학, 분자 생물학적인 지식이 많이 축적됐음에도 불구하고 치료제 개발은 아직 요원하다.
대부분의 약제들이 질환 경과보다는 염증과 통증 조절에 주 기능을 발휘한다는 현실을 감안하면, 아직까지 골관절염 치료에서 비약물적인 치료가 약물치료보다 조금 더 높은 비중을 차지한다는 게 전문가들의 설명이다.
이런 상황속에서 새로운 형태의 관절염 치료 전략 적용 가능성을 열어줄 논문을 영국 퀸매리 대학(Queen Mary University of London) Mauro Perretti 교수팀이 발표해 눈길을 끌고 있다.
특히 이때까지 약물이 투입할 수 없을 것으로 여겨져왔던 관절 연골에 세포를 이용해 약물 투여가 가능한 것으로 밝혀지면서, 관절염 치료의 새로운 전략이 임상에 적용될수 있을 지에 대한 기대감이 조금씩 상승되고 있다.
◇미세소포가 연골을 보호해, 관절염 치료 혜택 증가시켜
연구팀의 논문에서 가장 눈여겨볼 사실은 환자 자신의 미세소포(microvesicles, MVs)를 이용해 연골세포(cartilage cell) 내부로 약물을 전달할 수 있다는 점이다.
미세소포는 직경 0.05~1 마이크로미터(micrometer) 크기를 갖는 체액이 막에 둘러 쌓여있는 세포보다 작은 구조물이다. 특정 백혈구들이 분비하는 미세소포는 류마티스 관절염 환자들이 관절에서 대규모 양으로 축적되는 것으로 알려져왔다.
연구팀이 이러한 기전을 이용해 쥐와 사람의 연골세포에 미세소포를 투여한 결과 관절염 질환을 치료하는 데 효과적인 것으로 나타났다. 과거까지만 해도 연골은 세포나 다른 구조물이 통과할 수 없다고 알려져 왔다. 이는 관절염을 치료하는데 있어서 약물을 전달하는 능력에 큰 걸림돌이 돼왔던 것도 사실.
하지만 Perretti 교수팀에 따르면 백혈구에서 분비되는 미세소포가 연골을 자유롭게 통과하는 것은 물론, 이들 세포가 관절염의 영향을 받는 연골을 효과적으로 보호하는 기능도 갖춘 것.
특히 전문가들은 이번 연구를 통해 골관절염을 비롯한 류마티스관절염, 외상 등으로 연골 손상을 동반한 환자에게 미세소포를 이용해 연골에 약물을 투여하는 치료전략을 적용할 수 있을지 기대를 걸고있다.
이들 미세소포와 함께 오메가3 지방산이나 다른 소분자 약물이 투여되면 연골 보호효과는 물론, 관절염 치료 혜택도 한층더 강화될 것으로 판단되기 때문이다.
연구팀은 환자 본인의 미세소포를 이용한 치료를 위해서는 병원서 치료기간이 하루 정도 소요될 것으로 예상했다.
'미세소포' 동물실험 및 인간세포 이용한 실험에서도 눈에띄는 결과 보여
세부적인 연구계획은 이랬다. 먼저 쥐의 유전자를 변형시켜 미세소포 생산을 감소시킨 후 쥐의 상태를 살펴봤다. 관찰결과 쥐의 연골이 손상되고, 관절염이 발생했는데, 이와반대로 미세소포 수를 오히려 증식시켰더니, 연골 분해가 크게 감소했다.
여기에 더해 연구팀은 미세소포가 동물뿐만 아니라 인간의 세포에서도 관절염을 예방 및 치료하는 효과를 나타냈음을 확인했다. 미세소포가 인간의 세포에서도 연골을 보호하는 효과를 보인 것인데, 여기에는 FPR2/ALX라고 불리는 특정 세포 수용체의 역할이 컸다는 게 연구팀의 부연설명이다.
Perretti 교수는 "미세소포가 연골을 보호하는 것은 물론, 연골에 약물 투여를 용이하게 하는 사실도 확인했다"면서 "아울러 연골 보호효과가 큰 특정 수용체인 FPR2/ALX 을 표적으로 삼는 질환 치료제 개발에도 집중할 필요가 있다"고 조언했다.
이어 그는 "다만 이번 연구는 아직 초기단계를 지났을 뿐 관절염 치료 효과를 재 확인할 수 있는 추가 연구가 시행되야 한다"고 덧붙였다.
전문가들은 이번 연구결과를 계기로 관절염 치료의 기대되는 효과에 대해서는 긍정적인 입장을 보였다.
영국 관절염연구소 Stephen Simpson 소장은 최근 미국과학논문사이트인 eurekalert지와의 인터뷰를 통해 "환자 자신의 수송 시스템인 미세소포를 이용해 연골에 대한 새로운 치료 약제를 확보할 가능성이 열렸다"는 평을 내렸다.
Simpson 소장은 "이번 연구결과는 기존의 방식보다 관절 손상을 줄이는데 더욱 유망할 것으로 생각된다. 이 같은 새로운 전략으로 영국 수백만 명의 관절염 환자들 삶의 질 개선에도 도움을 줄 것으로 기대한다"고 말했다.
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