단백질약물 효과 오래 지속시켜주는 플랫폼 기술 개발
단백질약물 효과 오래 지속시켜주는 플랫폼 기술 개발
□ 국내 연구진이 단백질 약물의 약효 지속 시간을 간단하게 조절할 수 있는 획기적인 플랫폼 기술을 개발했다.
□ 한국연구재단(이사장 이광복)은 광주과학기술원 신소재공학부 권인찬 교수 연구팀이 성균관대 화학공학과 김재윤 교수 연구팀과의 공동 연구로 단백질 약물과 약물 전달체 사이의 전하 상호작용을 조절하는 전하 증폭 펩타이드 조각들을 설계했다고 밝혔다.
□ 단백질 약물*은 우수한 기질 특성으로 많은 질병 치료에 사용되지만, 체내에 주입되면 빠르게 분해되어 약효 지속이 어렵기에 반복해서 과다하게 투여해야 하는 문제점이 있다.
○ 이에 약물 전달체**로 수화젤***이 많이 사용되는데, 약물의 종류에 따라 단백질-수화젤 간의 상호작용이 약하면 체내 약물 방출 속도가 빨라 기대만큼 약효가 지속되지 않는 한계가 있다. 따라서 이들 상호작용을 강화시킬 수 있는 플랫폼 기술 개발이 필요했다.
* 단백질 약물(의약품) : 생체에서 충분히 얻기 힘든 치료용 단백질 성분을 대량 생산한 의약품.
** 약물 전달체 : 단백질 약물의 약효를 오래 지속시키기 위해 약물과 결합하는 제형.
*** 수화젤(hydrogels) : 많은 물을 포함한 삼차원 가교 구조체로서 캡슐 등 약물 전달용 재료로 활용되고 있다.
□ 권인찬 교수 연구팀은 단백질 약물에 쉽게 융합할 수 있는 펩타이드*로 약물의 전하를 조절하고, 약물-약물 전달체 간의 전하 상호작용을 조절하고자 했다.
○ 이를 위해 양전하 증폭 펩타이드와 음전하 증폭 펩타이드를 각각 설계했다. 이렇게 설계된 전하 증폭 펩타이드로 통풍 치료용 단백질 약물에 시험한 결과, 약물에 융합되어 추가적인 화학반응 없이 단백질 약물의 전하를 크게 높이거나 낮출 수 있었다.
○ 이러한 단백질 약물 변이체들을 양전하를 가지는 수화젤에 주입해 방출 속도를 확인한 결과, 단백질 약물 전하의 크기에 따라 약물 방출 속도가 변화된다는 것을 확인했다.
○ 같은 조건의 동물 실험 결과, 기존 3시간 정도의 체내 반감기가 4일 이상으로 크게 증대된 것은 물론, 주요 약효가 약물 주입 후 4일 후에도 유지됨을 확인했다.
○ 개발된 전하 펩타이드 조각들은 재조합 단백질 기술**로, 약물을 제조할 때 추가적인 반응이나 정제 없이 사용할 수 있고, 위 실험처럼 다양한 종류의 단백질 약물과 약물 전달체에 적용할 수 있는 플랫폼 기술로의 가능성도 확인했다.
* 펩타이드(peptide) : 펩타이드 결합으로 연결된 아미노산들의 짧은 사슬.
** 단백질 재조합 기술 : 인간의 생활에 유용하게 쓰일 수 있는 단백질의 유전자를 이식·배양해서 많은 양의 단백질을 간단한 조작만으로 정제해서 사용할 수 있게 하는 것.
□ 권인찬 교수는 “이번에 개발된 펩타이드 조각들은 간단한 융합으로 단백질 약물의 체내 반감기 조절을 가능하게 해 다양한 단백질 약물의 상용화에 기여할 것으로 기대된다.”고 밝혔다.
□ 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 중견연구, 선도연구센터의 지원으로 수행된 이번 연구의 성과는 재료분야 국제학술지‘어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈 (Advanced Functional Materials)’에 12월 27일 온라인 게재되었다.
