경구용 나노 '트로이목마'…장·간에 각각 다른 치료제 전달

하나의 경구용 약물로 장과 간에 각각 다른 치료 펩타이드를 순차적으로 전달하는 '나노 트로이목마' 기술이 개발됐다. 이 기술은 당뇨병과 고요산혈증을 동시에 제어하는 새로운 길을 열 것으로 기대된다.

지난 10일(현지시간) 중국 칭화대학교 장찬양, 싱신후이 교수 연구팀은 이 같은 다단계 표적 경구용 나노플랫폼(P1P2NPs) 연구 결과를 국제 학술지 '사이언스 어드밴시스(Science Advances)'에 발표했다고 중국 바이오 전문매체 바이오온이 보도했다.

당뇨병과 고요산혈증은 서로 영향을 주고받는 대표적인 대사성 질환이다. 고요산혈증은 인슐린 신호 전달을 방해하고, 고혈당은 간의 요산 생성을 촉진하는 악순환을 만든다. 이 때문에 여러 장기를 동시에 조절하는 치료 전략이 필요하지만, 기존 경구제는 단일 장기 조절에 머물렀다.

연구팀은 장의 'DPP-IV' 효소와 간의 '잔틴 산화효소(XOD)'를 동시에 표적하는 전략을 세웠다. DPP-IV를 억제하면 혈당 조절 호르몬인 'GLP-1'의 활성이 높아져 혈당을 낮추고, XOD를 억제하면 요산 생성이 줄어든다.

개발된 나노플랫폼 'P1P2NPs'는 두 종류의 펩타이드를 각각 다른 위치에 방출하도록 설계됐다. 경구 투여 시 위산에 분해되지 않도록 장용성 코팅이 돼 있으며, 장에 도달하면 코팅이 녹는다. 이후 장 상피세포를 통과하는 과정에서 펩타이드2(P2)가 방출돼 DPP-IV를 억제한다.

P2를 방출한 나머지 나노입자는 간문맥을 통해 간으로 이동한다. 간의 높은 포도당 농도는 나노입자 내 포도당 산화효소(GOx)를 활성화시켜 과산화수소를 생성한다. 이 과산화수소가 나노입자를 분해시키면서 간에서 펩타이드1(P1)이 방출돼 XOD를 억제하는 원리다.

실제로 당뇨병과 고요산혈증을 함께 앓는 동물모델에 P1P2NPs를 투여한 결과, 혈당과 요산 수치가 모두 정상 수준으로 회복되는 시너지 효과를 확인했다. P1은 간에, P2는 장에 선택적으로 축적 및 방출되는 것도 관찰됐다.

연구팀은 "이번 연구는 복잡한 대사 질환 치료를 위해 공간적으로 약물 전달을 제어하는 새로운 패러다임을 제시했다"며 "향상된 효능과 안전성으로 만성 대사 질환을 관리하는 차세대 경구제 개발의 길을 열 것"이라고 설명했다.