김원종 포스텍 화학과 교수팀이 개발한 류머티즘 관절염 치료법인 ‘하이브리드 하이드로젤’이 국제학술지 ‘어드밴스드 머티리얼스’ 표지 논문으로 채택됐다. 포스텍 제공

일산화질소는 체내에서 혈관을 확장해 혈압 상승을 막는 순기능도 하지만 류머티즘 관절염 같은 염증성 질환을 일으키는 핵심 물질로 작용하기도 한다. 

김원종 포스텍 화학과 교수팀은 염증이 일어나는 부위에서 일산화질소가 나온다는 사실에 착안해 일산화질소는 없애면서 동시에 류머티즘 관절염 치료 약물을 전달하는 새로운 치료법을 개발했다고 10일 밝혔다.  

류머티즘 관절염은 일산화질소가 몸속에서 과도하게 생성돼 유발되는 대표적인 질환이다. 일산화질소가 증가하면 통증을 동반한 염증이 생기고, 염증성 면역세포가 비정상적으로 활성화돼 증상이 악화된다. 

그간 일산화질소를 제거하기 위해 하이드로젤을 주사하는 등의 치료법이 개발됐지만, 국소 부위에 직접 주사할 수 없거나 주사하더라도 다른 부위로 쉽게 빠져나가는 등의 한계가 있었다. 

김 교수는 “일산화질소는 체내에서 혈관을 확장하는 중요한 역할도 하기 때문에 목표 부위에서만 제거해야 한다”며 “다른 부위에서까지 일산화질소를 제거하면 오히려 부작용이 생길 수 있다”고 설명했다. 

연구팀은 이를 위해 염증 부위에 쉽게 주사할 수 있고 국소 부위에만 작용할 수 있도록 일산화탄소를 젤 형태로 만들었다. 무엇보다 주사하기 쉽도록 주사기 안에서는 액체 상태를 유지하다가 피부에 주입하면 바로 젤 형태로 바뀌도록 만들었다. 또 항염증제인 덱사메타손을 섞어 일산화탄소를 제거하는 동시에 치료도 가능한 ‘하이브리드 하이드로젤’을 개발했다. 

연구팀은 세포실험과 동물실험에서 류머티즘 관절염의 염증 증상이 크게 완화된다는 사실을 확인했다. 김 교수는 “일산화질소가 있으면 이에 반응해 약물을 방출하고 일산화질소는 제거하면서 질병도 치료하는 획기적인 물질”이라며 “다양한 염증성 질환에 적용될 것으로 기대한다”고 말했다. 

이번 연구는 김 교수가 2019년 12월 교원창업으로 설립한 신약개발 바이오 벤처인 옴니아메드와 공동 연구로 이뤄졌다. 옴니아메드는 뇌 질환, 류머티즘 관절염 등 자가면역질환, 암 치료제 등을 개발하고 있다. 

김 교수는 “최근 암세포 치료제도 암세포를 직접 공격하기보다는 암세포 주변의 면역력이 떨어져 있으면 면역항암제가 안 듣기 때문에 일산화탄소를 없애 면역력을 올려주는 약물이 개발되고 있다”고 말했다. 

연구 결과는 국제학술지 ‘어드밴스드 머티리얼스’ 7월 8일자 온라인판에 실렸으며, 최근 저널 표지 논문으로 선정돼 출간됐다.