금나노입자–항체의약품 복합제형의 탁월한 치료 효능 확인

나노기술을 이용한 새로운 개념의 관절염 치료기술이 포스텍(POSTECH) 신소재공학과 한세광 교수 연구팀에 의해 개발됐다.

포스텍 신소재공학과 한세광 교수·박사과정 이휘원 씨는 가톨릭대 의대 주지현 교수/서울대 화학생물공학부 김병수 교수와의 공동연구를 통하여 금나노입자에 관절윤활작용이 우수한 히알루론산을 화학적으로 결합한 다음 항체의약품을 물리적으로 접합한 류마티스 관절염 치료 복합제형을 개발하는데 성공하였다.

류마티스 관절염은 인체 내 면역체계의 이상으로 인해 염증이 생기고 기존 혈관으로부터 비정상적으로 과다하게 미세혈관이 생겨나게 된다. 이번에 개발된 나노의약은 신생혈관생성을 억제하고 항산화작용이 우수한 금나노입자와 염증 유발에 관여하는 IL-6 수용체와 효과적으로 결합하는 항체의약품 토실리주맙(Tocilizumab)의 상승작용(synergistic effect)에 의해 기존의 관절염 치료제보다 획기적으로 개선된 치료 효능을 나타내었다. 이번 연구결과는 나노 분야 세계적 권위지 ACS Nano 5월호에 27일자로 게재되었다.

이 연구를 주도한 한세광 교수는 “본 연구에서 개발한 금나노입자 및 항체의약품을 이용한 복합제형은 동물실험을 통해 관절염 치료효능이 우수한 것으로 확인되었으며, 향후 후속연구를 통하여 금나노입자의 바이오이미징 특성을 이용한 류마티스 관절염 진단 및 치료 시스템(theranostic system)으로 개발할 계획”이라고 밝혔다.

한세광 교수 연구팀은 최근 5년간 나노의약용 생체재료 개발과 관련하여 총 50 여 편의 논문을 Nature Photonics, Advanced Materials 등 세계 최고 수준의 국제 저널에 게재하였으며 국내외 40여 건의 특허 출원 및 등록을 완료하였다.

[용어 설명]

※ 금나노입자 (gold nanoparticle)

금을 나노 크기의 입자로 제조할 경우 우수한 물리적, 화학적, 생물학적 특성을 나타내게 되는데 이를 바탕으로 바이오, 의료, 전자, 재료 등 다양한 분야에 활용되고 있다.

※ 항체의약품 (antibody therapeutics)

체내 질환 관련 수용체와 특이적으로 결합할 수 있는 항체를 이용한 치료제로서 이와 관련된 다양한 물질특허가 최근에 만료됨에 따라 바이오시밀러 항체의약품 개발을 위한 연구가 전세계적으로 활발하게 진행되고 있다.

※ 히알루론산 (hyaluronic acid)

피부, 근골격계, 관절, 안구 등에 존재하는 생체고분자로써 피부 및 점막 점착성, 점탄성, 생체적합성 등이 우수하여 관절염 치료제, 안과 수술 보조제, 성형 수술용 필러, 약물전달 및 조직공학 재료 등으로 활용되고 있다.

연구개념 그림설명: 신생혈관생성을 억제하는 금나노입자 및 IL-6와 효과적으로 결합하는 항체의약품을 이용한 신개념 류마티스 관절염 치료 매커니즘. 금나노입자–항체의약품 복합제형에 의해 신생혈관생성이 억제되고 IL-6와 IL-6 수용체의 결합이 저해되어 관절염 치료 효능이 획기적으로 개선된다.