'바늘 공포증'?…주사 횟수 확 줄이는 기술 나왔다

단백질 약물 약효 지속 시간 획기적으로 늘려
권인찬 GIST 교수·김재윤 성대 교수 연구팀

"하루에 한 번 맞던 주사, 일주일에 한 번 맞아도 된다." 최근 배우 유아인이 프로포폴 투약의 이유로 든 '바늘 공포증'이 세간의 화제다. 주삿바늘에 대한 공포로 치료를 받을 때마다 처방받았다는 주장이다. 실제로 성인을 불문하고 주사에 공포를 느끼는 이들이 많다. 국내 연구진이 장기 치료가 불가피한 환자들이 획기적으로 주사 접종 횟수를 줄일 수 있는 기술을 개발했다.

주사. 자료사진. [이미지출처=연합뉴스]

한국연구재단은 권인찬 광주과학기술원(GIST) 신소재공학부 교수 연구팀이 김재윤 성균관대 화학공학과 교수 연구팀과의 공동 연구로 단백질 약물과 약물 전달체 사이의 전하 상호작용을 조절하는 전하 증폭 펩타이드 조각들을 설계했다고 7일 밝혔다. 단백질 약물의 약효 지속 시간을 간단하게 조절할 수 있는 획기적인 플랫폼 기술이다.

단백질 약물은 우수한 기질 특성으로 많은 질병 치료에 사용되지만, 체내에 주입되면 빠르게 분해되어 약효 지속이 어렵기에 반복해서 과다하게 투여해야 하는 문제점이 있다. 이에 약물 전달체로 수화젤이 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.

연구팀은 단백질 약물에 쉽게 융합할 수 있는 펩타이드로 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.

국내 연구진이 단백질 약물의 약효 지속 시간을 대폭 늘려주는 플랫폼 기술을 개발해 지난해 12월 어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈 (Advanced Functional Materials)’에 게재됐다.

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 기술로, 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.

권인찬 교수는 “이번에 개발된 펩타이드 조각들은 간단한 융합으로 단백질 약물의 체내 반감기 조절을 가능하게 해 다양한 단백질 약물의 상용화에 기여할 것으로 기대된다”고 밝혔다.

이번 연구 결과는 재료분야 국제학술지 ‘어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈 (Advanced Functional Materials)’에 지난해 12월 27일 온라인 게재됐다.

김봉수 기자 bskim@asiae.co.kr