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나노입자로 비만 치료제 개발?



((Top) Stimulating the growth of new blood vessels (angiogenesis) in adipose tissue transforms the tissue from fat-storing white tissue to fat-burning brown tissue. A schematic of the nanoparticle (bottom left) that MIT and Brigham and Women’s Hospital researchers used to deliver angiogenesis drugs to adipose tissue. (Bottom right) The nanoparticles imaged by transmission electron microscopy.)


 비만은 최근 전세계적으로 그 유병률이 증가하는 심각한 질환입니다. 당장에는 미용상으로 보기 좋지 않은 정도일지 모르지만, 장기적으로는 여러 가지 만성 질환과 심혈관 질환 등 심각한 질환을 일으키는 중요한 원인인자가 되기 때문입니다. 


 따라서 이를 치료하기 위한 많은 연구가 진행되고 있으나 현재까지 비만의 약물치료 성과는 만족스럽지 못한 수준입니다. 환자에 따른 차이는 물론 있지만, 약물치료 단독으로 장기간 만족스러운 체중 감량 효과를 보기는 어려워서 운동, 식이 조절 등을 병행하는 일이 반드시 필요합니다. 


 이렇게 해서 체중 조절이 안되면 그 다음은 부작용을 감수하고서라도 수술적 치료를 고민하는 수밖에 없습니다. 효과적고 편리한 체중 조절 비법은 인터넷에는 넘치지만, 실제 임상에서는 보기 어렵습니다. 그러므로 지금보다 더 효과적인 비만 치료 방법이 개발되어야 합니다.


 미국 브리검 여성 병원(Brigham and Women's Hospital)과 MIT 대학의 연구자들은 나노 입자를 이용해서 효과적으로 지방 조직에 약물을 침투시키는 새로운 방식을 연구했습니다. 


 이들이 저널 PNAS에 발표한 내용에 따르면 쥐를 대상으로 한 실험에서 체중을 10%정도 감량시키는데 성공했다고 합니다. 연구팀이 사용한 나노입자는 지방을 저장하는 백색 지방을 에너지를 소모하는 갈색 지방 세포로 변화시킴과 동시에 지방 조직에 혈관 생성을 자극해 에너지를 소모해 지방 조직을 감소시켜 비만을 치료합니다. 


 사실 이런 기전의 약물은 이미 알려져 있기는 하지만 부작용이 심해 사용하기가 어려웠습니다. 연구팀은 특수한 나노입자를 이용해서 약물을 지방 조직에만 흡수시키면 부작용은 줄이고 치료 효과는 높일 수 있을 것으로 기대하고 연구를 진행했습니다. 이는 일종의 표적 치료제라고 할 수 있습니다. 


 이 나노입자는 PLGA로 이뤄진 소수성 핵(hydrophobic core, 물을 싫어하는 성질)과 PEG로 이뤄진 친수성 껍질(hydrophilic shell, 물과 잘 섞이는 성질)을 가지고 있는데, PEG가 목표 장기인 지방 조직에 흡수되는 성질을 이용합니다. 


 이후 지방세포로 두 가지 약물을 전달하는데, 하나는 본래 당뇨 치료제로 개발된 로지글리타존(rosiglitazone, 상품명 아반디아) 이고 나머지 하나는 프로스타글란딘 (prostaglandin) 와 유사한 물질입니다. 둘 다 PPAR라는 수용체에 영향을 미쳐서 혈관 형성과 더불어 비만세포의 변성을 유도합니다. 


 로지글리타존은 부작용 때문에 사실 잘 쓰이지 않는데 이렇게 표적 치료제 형태로 사용되면 전신 부작용을 크게 줄일 수 있어 앞으로 응용이 기대됩니다. 다만 동물실험에서는 큰 부작용이 없어도 사람에서는 있을 수 있는 만큼 신중한 적용이 필요합니다. 


 나노입자는 이 약물 말고도 다른 여러 약물을 코팅해서 표적 장기로 운반할 수 있는 가능성이 있어 연구가 진행 중에 있습니다. 하지만 그렇다고 해서 단점이 없는 것은 아닙니다. 대표적인 단점은 이 나노입자가 소화기관에서 흡수되기에는 입자가 매우 큰 편이라 주사제로 투여한다는 점입니다. 물론 이를 극복하기 위한 연구 역시 같이 진행 중에 있습니다. 


 아직은 더 갈길이 멀지만, 앞으로 효과적이고 안전하며 가격도 저렴한 비만 치료제가 개발되기를 기대합니다. 


 참고 


Preventing diet-induced obesity in mice by adipose tissue transformation and angiogenesis using targeted nanoparticles, PNAS, www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1603840113 



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