뉴바이올로지학과 예경무 교수. (사진=DGIST 제공)

(CNB뉴스=신규성 기자) DGIST 뉴바이올로지학과 예경무 교수 연구팀이 경북대학교 의과대학 백문창 교수 연구팀과의 공동연구를 통해 대사성 난치질환인 대사이상 지방간 질환(MASH)을 효과적으로 치료할 수 있는 차세대 엑소좀 기반 약물전달 기술을 개발했다.

MASH는 비만, 당뇨 등 다양한 대사질환과 동반해 발병하는 복합적인 질환으로, 기존 치료제는 대부분 단일 병리 기전만을 표적해 치료 효과에 한계가 있었다. 일부 후보물질은 심혈관계 부작용이나 장기 복용 시 안전성 문제로 임상시험에서 실패하거나 승인 지연 사례도 잇따르고 있다. 이러한 상황은 보다 안전하고 효과적인 복합 치료 전략의 필요성을 시사한다.

연구팀은 이러한 문제를 해결하기 위해, 세포 간 신호 전달에 중요한 역할을 하는 생체 유래 입자인 ‘세포외 소포체(엑소좀)’의 표면과 내부를 동시에 엔지니어링해 복합 병태를 갖는 MASH 치료에 특화된 이중 기능성 약물전달체를 구현했다.

엑소좀은 단백질, 지질, 유전물질 등을 포함하고 있으며, 체내에서 자연적으로 생성되기 때문에 기존의 지질 기반 약물전달 시스템(COVID-19 백신 등)에 비해 생체 적합성이 뛰어나고 독성이나 부작용이 낮아 차세대 약물전달체로 각광받고 있다.

이번 연구에서는 엑소좀 표면에 강력한 지방 연소 촉진 단백질인 FGF21(Fibroblast Growth Factor 21)을 부착하고, 내부에는 염증 및 섬유화 조절에 효과적인 miRNA-223을 탑재함으로써, MASH의 주요 병리 기전인 대사 이상, 염증, 섬유화를 동시에 조절할 수 있도록 설계되었다. 특히 해당 엑소좀은 간 조직에 특이적으로 전달되어 치료 효율을 극대화할 수 있다는 장점도 지닌다.

예경무 교수는 “이번 연구는 대사성 난치질환인 MASH에 대해 엑소좀을 활용한 새로운 복합 치료 개념을 제시한 첫 사례로, 기존 치료 전략의 한계를 극복할 수 있는 가능성을 보여준다”며 “향후 대량생산 체계 구축을 통해 실질적인 의약품 개발로 이어지길 기대한다”고 밝혔다.

한편 이번 연구는 과학기술정보통신부와 DGIST의 그랜드챌린지연구혁신프로젝트(D-GRIP)의 지원을 받아 수행됐으며, 연구결과는 생체재료 분야의 권위 있는 국제학술지 ‘Biomaterials’에 게재됐다.

엑소좀 표면과 내부 엔지니어링을 통한 MASH 치료 개요. (사진=DGIST 제공)