미토콘드리아 추적 신규 퇴행성관절염 치료제 개발

생체적합성이 높은 물질 기반 신규 치료제 소재 원천기술 확보

경남 진주 소재 한국세라믹기술원 최원일 박사와 오혜련 연구원은 성균관대학교 양시영 교수, 아주대학교 강호철 교수와 임민주 연구원과 공동연구를 통해 신규 퇴행성 관절염 치료제를 개발했다.

29일 한국세라믹기술원에 따르면 노화와 직접적인 연관이 있는 퇴행성 관절염은 연골에 생기는 염증성 질환으로 인구 고령화와 함께 그 환자가 매년 전 세계적으로 급증하는 추세지만 아직 근본적인 치료제가 없어 미충족 의료 수요가 매우 높은 실정이다.

공동 연구팀은 미국 식품의약처(FDA)에서 약물로 승인된 바 있는 생체 적합한 물질인 프러시안 블루 기반 신규 퇴행성 관절염 치료제 소재인 ‘미토셀 (Mitocelle)’을 개발해 그 치료 효능과 기전을 입증했다.

▲연구개발 사진. ⓒ한국세라믹기술원

프러시안 블루는 강력한 항산화제로서 산화 스트레스에 의해 발생하는 유해한 활성 산소를 제거하는 능력이 있지만 생체 내 안정성이 낮아 그 응용 범위가 제한적이다.

이를 극복하기 위해 연구팀은 생체적합성이 우수한 고분자를 보호막과 같이 코팅해 프러시안 블루의 표면을 안정화하고 생체 내 환경에서 그 성능을 유지시킬 수 있는 원천기술을 확보했다.

이 기술을 적용해 개발된 미토셀은 관절내 주사 시 세포 소기관인 미토콘드리아를 보호하는 역할을 하며 제기능을 하도록 돕는다.

미토콘드리아는 NOX4 성분을 통해 퇴행성 관절염의 주요 원인이 되는 활성산소를 억제해 관절 파괴를 완화하는 효과가 있음을 이번 연구를 통해 확인했다.

한국세라믹기술원 정연길 원장은 “신약 원천기술을 바탕으로 퇴행성 관절염 뿐만 아니라 미토콘드리아 손상에 의한 다른 염증 질환에도 적용할 수 있다”며 “신규 치료제 소재 개발을 통해 고령자의 건강한 삶과 자립 활동을 유지하는데 기여하고 초고령화 사회 진입에 따른 미래의 핵심 기술을 선점할 수 있다”라고 말했다.

이 연구 성과는 산업통상자원부(세라믹전략기술개발사업), 과학기술정보통신부, 보건복지부 R&D 연구과제(범부처재생의료기술개발사업)의 지원을 받는 연구진들의 협업을 통해 달성하였으며 최근 생체재료 분야 저명 국제 학술지 바이오액티브 머티리얼스 (Bioactive Materials, IF 18.0, JCR 상위 1.6%)에 게재됐다.