홍합의 접착단백질과 히알루론산을 사용해 손상된 연골 치료를 돕는다. 상처 부위에 줄기세포를 이식해 효과적으로 치료할 수 있는 액상형 접착제를 개발한 것이다.

최근 포스텍 화학공학과·융합대학원 차형준 교수, 화학공학과 통합과정 맹성우 씨, 박태윤 박사, 주계일 연구교수(이화여대 교수)는 동국대 의대 일산병원 임군일 교수·고지윤 박사, ㈜네이처글루텍 하성민 박사 공동연구팀과 이 같은 성과를 냈다. 이번 연구결과는 화학공학 분야에서 영향력이 높은 학술지인 『케미컬 엔지니어링저널』에 게재됐다.

연골은 외부 충격으로부터 뼈를 보호하고, 관절이 원활하게 움직이도록 돕는다. 그런데 연골은 자연적인 치유 능력이 없어 염증이 생기거나 연골이 손상되는 경우, 줄기세포 이식을 통해 연골 재생을 유도한다. 하지만 연골의 표면이 매우 매끄럽고, 연골 주위에 끈끈한 윤활액이 있어 이식된 대부분의 줄기세포는 이식 초기에 산산이 흩어져 사라져 치료 효과가 미미하다.

공동연구팀은 이번 연구에서 홍합에서 유래한 접착단백질과 고분자량의 히알루론산을 결합한 액상형 접착제를 개발했다. 홍합 단백질과 히알루론산은 서로 반대의 전하를 띠고 있어 둘 사이에는 서로를 끌어당기는 정전기적 인력이 발생한다. 이러한 강력한 힘을 이용해 끈적 끈적한 점성은 있지만 물에서도 풀어지지 않는 고점도의 액체를 만들었다. 줄기세포를 이 액체에 넣어 원하는 부위에 단단하게 고정할 수 있는 줄기세포 이식용 접착제를 만든 것이다.

아울러 공동연구팀은 토끼의 손상된 연골 부위에서 액상형 접착제에 들어있는 줄기세포가 풀어지지 않은 상태로 고르게 이식됨을 확인했다. 특히 줄기세포가 오랫동안 안정적으로 고정돼 있어 손상된 연골이 정상 연골로 재생되는 등 치료 효과도 확인했다. 액상형 접착제는 물리화학적으로 추가적인 공정이 필요하지 않은 자연 접착제라는 것도 큰 장점이다.

이번 연구를 이끈 차형준 교수는 “대한민국 원천소재인 홍합접착단백질을 활용해 줄기세포 치료 효과를 크게 증대시킬 수 있었다”라며 “주사가 가능한 제형이기 때문에 내시경과 유사한 관절경을 통한 줄기세포 이식에 활용한다면 보다 효율적으로 연골을 치료할 수 있을 것”이라고 밝혔다.

홍합 접착단백질 소재 기술은 ㈜네이처글루텍에 기술 이전이 완료됐고, 공동연구로 개발된 관절염 치료 줄기세포 접착제는 ‘카티픽스(CartiFix)’라는 제품명으로 조만간 임상을 진행할 예정이다.

김재호 기자 kimyital@kyosu.net

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