[비즈월드] 당뇨병(diabetes mellitus)은 인슐린 작용의 결핍으로 인한 고혈당증을 특징으로 하는 만성대사 질환으로 대사이상을 수반하는 질환으로 선진국 및 개발 도상국에서 모두 빠르게 증가하고 있다. 당뇨병은 원인에 따라 크게 두 가지 형태 (제1형, 제2형)로 구분된다.

제1형 당뇨병의 경우 자신의 면역세포가 인슐린 생산세포를 파괴해 발생하는 당뇨병이며, 제2형 당뇨병의 경우 다양한 원인에 의해 신체 내 장기·조직·세포 등이 인슐린에 대한 저항성에 기인하는 것으로 고혈당에 기인한 인슐린 생산세포의 기능저하 및 소실로 혈당의 조절이 원활하지 않게 되고 결과적으로 고혈당을 보이는 당뇨병 증상과 함께 그에 따른 합병증이 유발된다.

현재 당뇨병 환자들에게 이용될 수 있는 치료방법으로 경구 혈당 강하제 및 재조합 인슐린 제제 형태의 평생 약제(life long-medication)등이 있다.

이런 약제 치료와 함께 엄격한 식이요법 및 생활 습관을 조절하지만 당뇨병 환자의 30%가 신경병증, 망막병증, 족부 궤양 등과 같은 경미한 질환(minor disorder)과 함께 신부전 또는 심장 문제를 나타낸다.

많이 활용되고 있는 인슐린 치료법은 식사 전, 후에 주사를 통해 인슐린을 투여하는 방법으로서 인슐린은 피하주사로 투여하는 것을 원칙으로 하고 있고, 작용 시간에 따라 투여방법이 다르다.

인슐린 주사 투여는 먹는 약에 비해서 혈당 강하 효과가 더 빠르게 나타나고, 먹는 약을 사용할 수 없는 환경에서도 안전하게 사용할 수 있으며, 용량의 제한도 없다. 그러나 하루에 3번씩 지속적으로 사용되어야 하기 때문에 주사침에 대한 거부감, 투여방법의 어려움, 저혈당 증상, 장기적인 인슐린 투여에 의해 발생하는 체중증가 현상 등의 단점이 존재한다.

최근 당뇨 치료를 위하여 췌장 소도세포 이식(Pancreatic islet transplantation)을 시행하고 있지만 췌장 이식은 공여자의 절대부족과 지속적인 면역억제제(immunosuppressor)의 투여 등 이용 가능성의 보편화와 부작용에 대한 문제점이 발생한다.

부족한 췌도 공여자에 대한 또 다른 대안으로 줄기세포로부터 인슐린을 생산하는 세포를 분화 및 증식시켜 환자에 이식함으로써 당뇨병을 치료하고자 하는 연구가 진행되고 있으나 성과가 미미하다.

실제로 부족한 췌도를 대체할 목적으로 생체 외에서 배아줄기세포, 역분화 줄기세포 등 다양한 세포를 이용해 인슐린을 생산하는 세포로 분화시킨 후 이식함으로써 당뇨병을 치료하고자 하는 연구가 활발하게 진행되고 있지만 분화 효율면에서 그 이용이 매우 제한적이고 천문학적인 비용 소모가 예상되며 안전성에 대한 우려가 있다.

이에 인슐린 생산세포로의 우수한 분화 효율을 갖는 분화 유도 방법 및 분화 유도용 조성물에 대한 연구 개발이 요구되고 있다.

이런 가운데 서울대산학협력단과 서울대병원이 기존 당뇨병 치료에 이어 제기되어 왔던 문제점들은 해소하는 특허를 취득해 눈길을 끌고 있다.

2020년 1월 9일 출원(출원번호 제1020200003309호)해 2020년 8월 20일 등록(등록번호 제102148425호)은 받은 ‘인슐린 생산세포로의 분화 유도용 조성물 및 이의 이용’ 특허가 그것이다.

양 연구진은 퓨트레신, 글루코사민 또는 니코틴아미드를 포함하는 조성물이 단기간 내에 줄기세포로부터 인슐린 생산세포로의 분화를 효율적으로 유도하는 것을 확인하고, 분화가 유도된 세포에서의 인슐린 분비 효과를 확인해 이번 발명을 완성했다고 한다.

연구진은 이 발명의 목적을 명확히 했다. 먼저 퓨트레신(putrescine) 단독 또는 퓨트레신, 글루코사민(glucosamine), 및 니코틴아미드(nicotinamide)로 이뤄진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는, 인슐린 생산세포로의 분화 유도용 조성물을 제공하는 것이다.

또 여기서 분화 유도용 조성물 및 배지를 포함하는 인슐린 생산세포로의 분화 유도용 배지 조성물을 제공하고 분화 유도용 배지 조성물에서 세포를 배양하는 단계를 포함하는 인슐린 생산세포로의 분화 유도 방법을 제공하는 것이다.

이와 함께 분화 유도용 조성물 및 환자 유래 혈액의 혼합물을 포함하는 환자에서의 당뇨병 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공하는 것 등이다.

양 측은 글루코사민들은 유전자 조작없이 배지 분화해 인슐린 생산세포로의 분화 효과를 놀일 수 있다는 것을 실험을 통해 확인했다고 한다.

이렇게 조성된 물질은 분화 유도방법을 통해 다양한 종류의 줄기세포로부터 효율적으로 인슐린 생산세포로의 분화를 유도해 인슐린 생산세포를 단기간 내에 제조할 수 있고, 비교적 간편하게 인슐린 생산세포를 대량생산할 수 있어, 인슐린 생산세포 또는 이로부터 생산되는 인슐린을 포함하는 당뇨병 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공할 수 있다고 설명했다.

[비즈월드=정재훈 기자 / jungjh@bizwnews.com]