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2016년 1월 26일 화요일

인슐린 주사 없는 당뇨 치료가 가능할까?




(A stealth material surface, shown here, has been engineered to provide an “invisibility cloak” against the body’s immune system cells. In this electron microscopy image, you can see the material's surface topography. Credit: Courtesy of the researchers)


 인구 고령화 및 비만 등으로 인해서 현재 당뇨의 유병률은 폭발적으로 증가하고 있습니다. 현재까지 대부분의 당뇨는 2차적인 원인에 의한 드문 경우를 제외하고는 완치가 어렵고 평생 관리를 해야하는 질환이기 때문에 더 효과적이고 편리한 치료 방법의 도입이 시급한 상태입니다.


 인슐린 주사 치료는 1형은 물론 2형 당뇨 환자 모두에게 사용될 수 있으나 특히 인슐린의 분비가 절대적으로 부족한 1형 당뇨환자들에게 필수적입니다. 1형 당뇨는 자신의 면역 시스템이 인슐린을 분비해 혈당을 조절하는 역할을 하는 베타 세포를 파괴하면서 발생하기 때문에 인슐린 분비 자체가 정상보다 크게 감소하기 때문입니다.

 이렇듯 면역 시스템은 우리를 감염에서 보호하는 역할도 하지만 종종 자신의 조직과 세포를 오인 공격해서 심각한 질환을 만들 수 있습니다. 불운하게도 오인 공격에 인슐린 분비 세포가 파괴당하면 그 다음에는 평생 인슐린을 주사로 맞아야 살 수 있는 것이죠.


 이 문제를 극복하기 위해서 지금까지 다양한 치료법이 나왔지만, 결국 대부분의 환자들이 인슐린 주사를 반드시 맞아야 했습니다. 다양한 췌장 및 베타세포 이식 방식이 나왔지만, 결국 다시 환자의 면역 시스템이 이를 파괴하므로 평생 면역 억제제를 사용해야 하는 등 댓가가 만만치 않았을 뿐 아니라 이식에 필요한 장기를 구하는 일도 쉽지 않았습니다.


 따라서 줄기 세포를 이용해서 베타 세포를 만들고 이를 면역 반응을 억제하는 캡슐에 넣는 방식이 연구되었습니다. MIT 및 하버드 대학, 조슬린 당뇨 연구 센터, 일리노이 대학 등 다수의 연구 기관들이 합동으로 개발한 새로운 이식 방법은 앞으로 당뇨병 치료에서 새로운 가능성을 보여주고 있습니다.

 연구팀은 조류(algae)에서 추출한 물질인 TMTD(triazole-thiomorpholine dioxide)로 대략 1.5mm 크기의 캡슐을 만들었습니다. 이 캡슐은 당분이나 단백질은 통과가 가능하지만, 면역 세포는 통과할 수 없는 크기의 작은 구멍이 있어 내부에 베타 세포를 보호합니다. 내부에 채운 베타세포는 인간 줄기 세포에서 만든 베타 세포입니다. (human stem cell–derived beta)


 이 작은 인슐린 캡슐은 복강내 공간(intraperitioneal space)에 주입된 후 인슐린을 분비하게 됩니다. 실험은 우선 쥐와 영장류를 대상으로 한 동물실험이 먼저 진행되었습니다. 이전에 시도했던 비슷한 실험에서는 반흔(scar) 조직이 캡슐 주변에 생기면서 곧 인슐린 조절 능력을 상실했지만, 이번 실험에서는 6개월 정도 (174일) 기간 동안 안정적으로 인슐린을 분비하는데 성공했다고 합니다.


 실제 인간을 대상으로 한 임상 시험은 아직 멀었지만, 이런식으로 인공 췌장을 이식할 수 있다면 이식 장기 부족 문제나 면역 억제제 문제 등 여러 문제를 극복하고 1형 당뇨병 환자들을 삶의 질과 합병증 예방, 생존 기간 증가 등의 많은 이점이 있을 것입니다. 분명 쉬운 일은 아니겠지만 앞으로 좋은 결과를 기대해 보겠습니다.       



 참고


  Long-term glycemic control using polymer-encapsulated human stem cell–derived beta cells in immune-competent mice, DOI: 10.1038/nm.4030

Combinatorial hydrogel library enables identification of materials that mitigate the foreign body response in primates, DOI: 10.1038/nbt.3462



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