세라믹기술원, 간 세포만 찾아가는 '차세대 나노 치료제' 개발

세라믹 표면 처리 기술 접목해 부작용 낮추고 치료 효과 획기적 향상

비알코올성 지방간염 외 다양한 섬유화 질환 치료제로 확장 기대

차세대 간 표적형 기능성 엑소좀 플랫폼.ⓒ세라믹기술원

한국세라믹기술원이 간 세포만 찾아가는 '차세대 나노 치료제' 개발에 성공했다. 이에 따라 비알코올성 지방간염 외 다양한 섬유화 질환 치료제로 확장이 기대된다.

세라믹기술원은 기술원의 최원일 박사 연구팀이 황도원 테라베스트 소장, 정경오 중앙대학교 교수 공동 연구팀과 세라믹 코팅 기술을 활용해 간세포만 골라서 치료하는 '스마트 나노 치료제(G-Exo)'를 개발했다고 1일 밝혔다.

최근 현대인들에게 급증하는 '비알코올성 지방간염'은 술을 마시지 않아도 간에 지방이 쌓여 간경변이나 간암으로 이어질 수 있는 무서운 질환이다. 하지만 그동안 부작용 없이 간에만 약물을 전달하는 정밀 치료제가 없어 어려움을 겪어왔다.

연구팀은 우리 몸의 세포끼리 정보를 주고받는 천연 생체 물질인 '엑소좀(Exosome)'을 치료제로 활용했다. 기존 엑소좀 치료제는 체내에 들어가면 간세포까지 정확하게 전달되지 못하거나 입자끼리 뭉쳐버려 치료 효율이 급격히 떨어지는 치명적인 단점이 있었다.

이를 극복하기 위해 세라믹기술원이 보유한 고유의 '정밀 표면 처리 기술'을 선도적으로 도입했다. 엑소좀 겉면에 천연 물질(키토산, 갈락토스) 을 겹겹이 코팅하여 입자가 뭉치지 않고 체내에서 장기간 균일하게 유지되도록 만들었다.

특히 코팅된 '갈락토스(Galactose)' 성분은 간세포 표면에 돋아나 있는 '단백질 안테나(아시알로당단백질 수용체 1 (ASGR1))'와 자석처럼 달라붙는다. 덕분에 약물이 다른 장기로 가지 않고, 목표한 간(肝)세포 안으로만 안전하고 정확하게 유입된다.

동물실험 결과 이 기술을 적용하면 기존 대비 약물이 간 조직에 축적되는 양이 증가하고 간이 딱딱하게 굳는 섬유화 현상과 염증을 획기적으로 줄이는 것으로 확인됐다.

이는 곧 국민이 부작용 걱정 없이 더 안전하고 효과적으로 난치성 간 질환을 치료받을 수 있는 길이 열렸음을 의미한다.

최 책임연구원은 "전통적인 세라믹 기술을 바이오 의료 분야에 접목해 난치성 질환을 극복할 수 있는 새로운 발판을 마련했다"며 "이번 기술은 비알코올성 지방간염은 물론 다양한 섬유화 질환 치료제로 확장될 수 있어 미래 국민 건강을 지키는 핵심 기술이 될 것"이라고 강조했다.

한편 이번 연구 성과는 범부처 재생의료기술개발 사업의 지원을 받아 수행됐다. 화학공학 및 나노기술 분야 국제 학술지 '케미컬 엔지니어링 저널(Impact factor: 13.2, 상위 5% 이내)'에 게재돼 세계적으로 기술적 우수성을 인정받았다.