당뇨병의 발병 건 수는 1985년 3,000만 건에서 2013년 3억 8,200만 건으로 급격히 증가했다. 국제 당뇨병 연맹에 따르면 2035년 당뇨병 발병 건수는 5억 9,200만 건에 달할 것으로 예상된다.

당뇨병이란 무엇인가?

당뇨병은 일종의 대사 장애로 여러 가지 요인에 의해 발생하며 두 가지 유형이 있다. 바로 제 1형 당뇨병과 제 2형 당뇨병이다. 제 1형 당뇨병은 인슐린을 생성하는 세포가 자가 면역 질환에 의해 파괴돼 인슐린 자체가 체내에서 생성되지 않는 질병이며, 제 2형 당뇨병은 인슐린 분비량이 부족하고 인슐린 저항성 포도당 생산량이 늘어나는 질병이다. 제 1형 당뇨병은 어린이와 청소년 시기에 발병하므로 소아당뇨라고도 불린다. 제 2형 당뇨병은 비만인 사람에게 발생할 확률이 높다.

인슐린이란 무엇인가?

인슐린은 췌장의 베타 세포에 의해 생성되며 신체의 포도당 수송 속도를 증가시키기 때문에 혈당을 낮추는 데 도움이 된다. 따라서 인슐린 생산이 결핍되거나 생산 및 분비되는 인슐린 양이 적절하지 않으면 당뇨병이 발생한다.

인슐린 요법은 일반적인 당뇨병 치료법이며 주사 또는 피부 패치, 인슐린 펌프 등으로 인슐린을 체내에 주입하는 방법이 가장 흔하다. 그러나 바늘을 두려워하는 일부 환자들에게는 매우 고통스러운 치료법이다.

인슐린 알약

지난 수 년 동안 과학자들은 환자들이 더 쉽게 체내 인슐린을 조절할 수 있는 방법을 찾기 위해 많은 노력을 기울였다. 그리고 번번이 생물학적 문제에 맞닥뜨렸다. 만약 인슐린을 경구로 복용할 경우 인슐린이 가장 필요한 신체의 한 구성 요소가 경구 복용된 인슐린을 차단해버린다는 점이었다. 바로 혈액이다.

그런데 하버드공대 연구진이 인슐린을 체내에 효과적으로 전달하고 혈류에 흡수될 수 있도록 만드는 또 다른 방법을 개발했다.

연구진은 신체를 장애물로 묘사하고, 인슐린 알약이 그 장애물을 극복할 수 있어야 한다고 말했다. 연구원인 사미르 미트라고트리는 알약을 스위스 군용 칼과 같은 개념으로 만들었다고 설명했다. 즉, 체내에서 만나는 수많은 장애물을 효과적으로 극복할 수 있도록 알약을 디자인한 것이다.

알약의 효과

연구에 관여하지는 않았지만 이번 연구 결과를 높이 평가한 조지아공대의 마크 프라우스니츠 교수는 "주사 대신 약물로 인슐린을 전달하는 방법을 개발하는 것은 매우 어려운 도전이었다"라고 말했다.

미트라고트리는 "사람이 입으로 인슐린을 섭취하면 인슐린은 혈류에 흡수되기까지 상당히 도전적인 장애물들을 거쳐야 한다"고 덧붙였다.

이들이 개발한 인슐린 알약은 우선 위장의 산성 환경에서 살아남을 수 있도록 특수 폴리머 코팅으로 보호된다. 알약이 소장에 도달하면 코팅이 분해되고 인슐린을 운반하는 이온성 액체가 방출된다. 이것은 콜린과 게란산으로 만들어지며 인슐린이 창자에 의해 분해되는 것을 방지한다. 이온성 액체는 인슐린이 장 내 점막 등에서 살아남도록 돕는다.

연구에 참여한 암리타 바너지는 "인슐린과 같은 단백질 분자가 장에 들어갈 때, 단백질을 더 작은 아미노산으로 분해하는 효소가 작용하는데, 이온성 액체 인슐린은 이런 효소를 피해 안정을 유지한다"고 설명했다. 인슐린 알약은 제조 공정이 간단하며 저렴하고, 실온에서 2개월까지 보관할 수 있기 때문에 주사보다 효율적이다.

인슐린 알약 개발 결과

연구진은 6마리의 당뇨병을 앓는 쥐 6마리에게 인슐린 알약을 먹였고, 당뇨병이 없는 쥐 3마리에게는 인슐린을 주사로 주입했다.

인슐린 주사를 맞은 쥐의 혈당 수치는 1시간 만에 49% 감소했고, 알약을 먹은 쥐의 혈당 수치는 2시간 만에 38%, 이후 10시간 동안 45%까지 감소했다. 즉 알약의 효과가 주사와 비교했을 때 떨어지는 수준이 아니라는 증거다.

프라우스니츠는 이번 연구 결과가 매우 낙관적이라고 말하며 "이온성 액체와 함께 경구 투입된 인슐린 알약이 통상적인 주사 치료법과 효과가 비슷하다는 연구 결과가 나왔다. 이것은 매우 큰 변화를 가져올 것이다. 인슐린 알약이나 기타 펩타이드 알약이 사람에게 효과적으로 투여될 수 있다는 뜻이기 때문이다"라고 덧붙였다.

게다가 구강으로 전달되는 인슐린 알약이 도입되면 인슐린 주사로 인한 부작용을 예방할 수 있다.

연구진이 수행해야 할 다음 실험은 이 인슐린 알약이 인간에게 안전한지 알아보는 것이다. 연구진은 모든 임상 실험이 계획대로 잘 진행될 것이라고 낙관하고 있다.

[메디컬리포트=강민경 기자]