美 연구팀, 체내 단백질 활용해 1형 당뇨병 치료법 개발
등록일 2020년 06월 25일 금요일
수정일 2020년 06월 26일 금요일
▲체내 단백질을 사용해 1형 당뇨병을 회복할 수 있는 방법이 개발됐다(출처=pexels)

1형 당뇨병을 회복할 방법이 개발됐다. 한 연구팀은 과잉 PD-L1을 생산할 수 있도록 혈액 줄기세포를 사전 처리했다. PD-L1은 새로운 암 면역요법 치료법에서 주요한 역할을 하는 단백질이다.

당뇨병의 경우 단백질 PD-L1을 필요로 한다. T세포가 암을 인식 및 공격하는 것을 막기 때문에 면역 관문이라고도 부르는데, 인슐린을 생성하는 세포를 파괴하는 자가반응 T세포가 제기능을 하지 못하게 만드는 데 필수적이다.

보스턴아동병원 연구팀은 과잉 PD-L1을 당뇨병 실험쥐 모델에 주입했다. 실험쥐에 주입된 사전 처리한 줄기세포는 췌장으로 퍼졌고 단시간 내에 거의 모든 실험쥐가 회복할 수 있었다.  실험쥐의 30%가량은 남은 수명 동안 만성 질병 없이 살 수 있었다.

연구팀은 PD-L1 생성을 조절하는 유전 인자가 당뇨병 상태를 바꿀 수 있다는 것을 확인한 후 혈액 줄기세포를 사용하기로 했다. 이전에 발표된 여러 연구에서는 당뇨병 환자들에게 골수 이식을 주로 시험했지만, 결과는 일관되지 않았다. 

▲보스톤 아동병원(출처=Boston Children's Hospital 유튜브 캡처)

보스턴아동병원 연구팀은 원인을 파악하기 위해 당뇨병 환자와 당뇨병에 걸린 실험쥐의 혈액 줄기세포를 사용해 단백질을 만들고 이를 분석했다.

유전 인자가 PD-L1 생성을 저해하고 있다는 것을 확인한 후, 건강한 PD-L1 유전자를 당뇨병에 걸린 실험쥐의 줄기세포로 주사했다. PD-L1이 3가지 화학물질 즉, 인터페론 베타와 인터페론 감마, 폴리이노신산-폴리시티딜산에 의해 자극받을 수 있다는 것을 밝혀냈다.

파올로 피오리나 박사는 “세포가 주입되자 면역 체계가 재형성됐다”고 말했다. “소량의 분자로 PD-L1 생성을 사전 처리하든 유전자 치료로 자극을 주든 효과가 있다”고 덧붙였다.

피오리나 박사는 당뇨병 실험쥐와 당뇨병 환자 모두의 백혈구 줄기세포에 면역 조절 능력이 있지만, 손상된 상태라고 설명했다. 당뇨병 환자의 혈액 줄기세포는 손상된 상태여서 염증 반응을 촉진하고 질병으로 이어질 수 있다는 것이다. 연구팀은 단백질이 만들어내는 세포를 확인하기 위해 혈액 줄기세포의 전사체를 분석했다.

▲보스톤 아동병원(출처=Boston Children's Hospital 유튜브 캡처)

새로운 치료 도구

연구팀은 PD-L1을 자극하는 데 사용되는 화학물질을 최적화하기 위해 바이오기술 기업 페이트 테라퓨틱스와 협업했다. 공동 연구팀은 치료법의 안정성과 이상적인 투여량, 치료 기간을 확인하기 위해 추가 연구를 계획했다. 미국 식품의약청(FDA)과 회의를 거쳐 1형 당뇨병 환자를 위한 임상시험도 계획했다.

당뇨병을 치료하는 실험적 접근법은 대부분 인슐린을 생성하는 섬세포를 멈추지 않고 공격하는 질병 메커니즘에 중점을 두고 있다. 하지만 공동 연구팀은 인슐린을 생성할 필요가 있다는 것을 감지할 수 있는 인공 베타 세포를 만들어냈다. 통증이 없는 피부 패치를 사용해 세포를 전달할 수 있는 기술도 개발했다.

2017년 초, 메드트로닉(Medtronic)은 내장형 포도당 센서가 있는 최초의 자동 인슐린 펌프를 시장에 출시하기 시작했다. 같은 해 8월, 영국의 연구팀은 인슐린을 파괴하는 T세포를 억제하는 프로인슐린 펩타이드를 사용해 소규모 임상시험을 실시했다. 

당뇨병연구재단의 카밀로 리코르디 박사는 “대부분 당뇨병 연구는 면역 반응을 조절하고 자기 내성 기능을 회복하는 데 중점을 두고 있다. 보스턴아동병원 연구팀은 바로 표적을 조사했다”고 말하며 연구 결과에 찬사를 보냈다. 

플로리다대학 당뇨병연구소의 마크 앳킨슨 박사도 “당뇨병 연구에서 PL-L1이 이렇게 관심을 받게 될 줄 미처 몰랐다”고 말했다.

피오리나 박사는 “환자의 세포를 직접 사용하기 때문에 부작용이 거의 없다”고 말하며 “약물학적 조작은 독성 돌연변이를 유발할 수 있는 레트로바이러스 기반의 유전자 치료법보다 확실하게 안전하다”고 강조했다. 

김효은기자   ra10232@gmail.com
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