국내 연구팀, 관절염 치료 줄기세포 접착제 개발

홍합 접착단백질과 히알루론산 이용한 접촉제 개념도포스텍 제공

차형준 포스텍 교수

손상된 연골 치료에서 이식 줄기세포를 장기간 보존할 수 있는 액상 단백질 생체접착제가 국내 연구팀에 의해 개발됐다.

포스텍은 화학공학과·융합대학원 차형준 교수, 화학공학과 통합과정 맹성우 씨, 박태윤 박사, 주계일 연구교수(현재 이화여대 교수)와 동국대 의대 일산병원 임군일 교수, 고지윤 박사, ㈜네이처글루텍 하성민 박사 공동연구팀이 홍합의 접착단백질과 히알루론산을 사용해 손상된 연골에 줄기세포를 이식해 효과적으로 치료할 수 있는 액상형 접착제를 개발했다고 25일 밝혔다.

연골은 외부 충격으로부터 뼈를 보호하고, 관절이 원활하게 움직이도록 돕는다.

연골은 자연적인 치유 능력이 없어 염증이 생기거나 연골이 손상되면 줄기세포 이식을 통해 연골 재생을 유도하는데 연골의 표면이 매우 매끄럽고, 연골 주위에 끈끈한 윤활액이 있어 이식된 대부분 줄기세포는 이식 초기에 산산이 흩어져 사라져 치료 효과가 미미하다.

이에 연구팀은 홍합에서 유래한 접착단백질과 고분자량의 히알루론산을 결합한 액상형 접착제를 개발했다.

홍합 단백질과 히알루론산은 서로 반대의 전하를 띠고 있어 둘 사이에는 서로를 끌어당기는 힘(정전기적 인력)이 발생하게 된다.

연구팀은 이 강력한 힘을 이용해 끈적끈적한 점성은 있지만, 물에서도 와해하지 않는 고점도의 액체를 만들었다. 줄기세포를 이 액체에 넣어 원하는 부위에 단단하게 고정할 수 있는 줄기세포 이식용 접착제를 만든 것이다.

연구를 통해 토끼의 손상된 연골 부위에 액상형 접착제에 들어있는 줄기세포가 풀어지지 않은 상태로 고르게 이식됨을 확인했다. 또, 줄기세포가 오랫동안 안정적으로 고정돼 손상된 연골이 정상 연골로 재생되는 등의 치료 효과도 확인했다.

개발한 액상형 접착제는 물리·화학적으로 추가적인 공정이 필요하지 않은 자연 접착제라는 것도 큰 장점이라는 게 연구진의 설명이다.

연구를 이끈 차형준 포스텍 교수는 "대한민국 원천 소재인 홍합접착단백질을 활용해 줄기세포 치료 효과를 크게 증대시킬 수 있었다"며 "주사가 가능한 제형이기 때문에 내시경과 유사한 관절경을 통한 줄기세포 이식에 활용한다면 보다 효율적으로 연골을 치료할 수 있을 것으로 기대한다"고 말했다.

홍합접착단백질 소재 기술은 ㈜네이처글루텍에 기술이전이 완료됐고, 이번 공동연구를 통해 개발된 관절염 치료 줄기세포 접착제는 '카티픽스(CartiFix)'라는 제품명으로 조만간 임상이 진행될 예정이다.

이번 연구 결과는 화학공학 분야에서 영향력이 높은 학술지인 '케미컬 엔지니어링 저널'에 실렸다.

김기태기자 ktk@yeongnam.com

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