주사형 약물, 세포를 재프로그래밍하여 연골 재생 및 관절염 예방

Stanford Medicine의 연구원들은 11월에 세포를 재프로그래밍하여 연골을 다시 자라게 하고 관절염 발병을 예방하는 데 도움을 줄 수 있는 주사제를 발표했습니다. 이 치료제는 연골 손실을 치료할 수 있는 최초의 약물이며, 성체 조직을 재생하는 새로운 접근법을 제공하여 노화 또는 부상으로 인한 관절염 치료에 임상적으로 큰 가능성을 보여줍니다.

연구팀은 골관절염의 근본 원인 중 하나인 15-PGDH라는 단백질을 표적으로 삼았습니다. 연구팀은 이전에 15-PGDH를 노화 조절 효소(gerozyme, 핵심 노화 조절 인자)로 확인했으며, 이는 근육 줄기세포 기능에 필수적인 프로스타글란딘 E2(prostaglandin E2)를 분해합니다. 연구를 통해 이들은 해당 단백질의 수치가 나이가 들면서 유의미하게 증가한다는 사실을 발견했습니다. 연구팀이 이 단백질을 차단하자 나이 든 실험쥐의 근육량과 지구력이 증가하는 것을 확인했습니다. 이러한 결과는 어리고 건강한 쥐에게 15-PGDH를 투여했을 때 실제로 근육이 위축되는 것을 발견함으로써 더욱 명확해졌습니다.

그런 다음 연구원들은 연골 자체에 초점을 맞췄습니다. 그들은 실험쥐에게 저분자 약물(small molecule drug)을 주사하며 투여 부위를 실험했습니다. 일부 쥐는 이론적으로 전신에 영향을 미칠 수 있는 복부에 주사를 맞았고, 또 다른 쥐들에게는 직접 관절에 주사했습니다. 두 가지 투여 방법 모두 무릎 연골이 두꺼워지는 결과를 낳았습니다. 이 치료법을 통해 연구원들은 연골 세포(chondrocytes)의 시계를 되돌려 더 젊고 생기 있는 상태가 되도록 유도하고, 줄기세포 없이 기능성 연골을 생산해 내는 데 성공했습니다.

스탠퍼드 대학교(Stanford) 산하 Baxter Laboratory for Stem Cell Biology의 소장은 보도자료를 통해 "우리는 줄기세포를 찾고 있었지만, 줄기세포가 명백히 관여하지 않았습니다. 매우 흥미로운 일입니다"라고 말했습니다. 과학 저널 Science에 발표된 논문의 수석 저자는 나이 든 쥐에서 이 정도로 연골이 재생된 것은 연구팀을 놀라게 했으며, 그 효과를 '놀랍다(remarkable)'고 평가했습니다.

연령과 관련된 관절 통증 외에도 이 요법은 강도 높은 스포츠를 즐기는 운동선수들에게 흔한 전방십자인대(ACL) 파열과 같은 부상으로 인한 골관절염도 치료할 수 있을 것으로 기대됩니다. 일부 추정치에 따르면, 이 질환은 과거 ACL 부상을 입은 환자의 최대 87%에서 발생합니다. Stanford 연구팀은 4주 동안 일주일에 2회 주사를 투여한 결과, 쥐에서 골관절염이 발생할 가능성이 유의미하게 감소한 것을 발견했습니다.

근육 약화에 미치는 영향을 실험한 경구용 15-PGDH 억제제에 대한 성공적인 임상 1상 시험이 이미 이루어진 바 있습니다. 연구원들은 연골 재생에 대한 주사제의 기대주로서의 가능성을 완전히 이해하기 위해 유사한 시험을 진행하기를 희망하고 있습니다. Baxter Laboratory의 소장은 "우리는 이 잠재적인 돌파구에 매우 고무되어 있습니다. 기존 연골을 다시 자라게 하여 인공 관절 치환술을 피할 수 있다고 상상해 보십시오"라고 말했습니다.