이식형 장치와 경구 인슐린 플랫폼, 당뇨병 치료 혁신 이끈다
여러 연구팀이 이식형 인슐린 생성 세포 장치, 펩타이드를 이용한 경구 인슐린 전달 플랫폼, 자율 인공 췌장 역할을 하는 생물학적 이식체 등 혁신적인 당뇨병 치료법을 개발했다. 이러한 접근법들은 동물 연구에서 유망한 결과를 보였으며, 일부 장치는 면역 억제 없이 90일 이상 혈당 조절을 유지했다. 이 기술들은 전 세계 수백만 당뇨병 환자들에게 매일의 인슐린 주사 대안이 될 가능성을 제시한다.
연구진들이 매일 인슐린 주사의 필요성을 제거할 수 있는 여러 혁신적인 당뇨병 치료 접근법을 개발했다. 여기에는 인슐린 생성 세포를 포함한 이식형 장치, 새로운 경구 인슐린 전달 플랫폼, 자율 인공 췌장 역할을 하는 생물학적 이식체가 포함된다.
MIT 연구진들은 면역 거부로부터 보호하기 위해 캡슐화된 인슐린 생성 세포를 포함하고, 세포를 건강하게 유지하기 위해 내장 산소 발생기를 갖춘 이식형 장치를 개발 중이다. 새로운 연구에서 이 캡슐화된 췌장 섬세포들은 몸 안에서 최소 90일 동안 생존했다. 이식체를 받은 쥐들에서 세포들은 기능을 유지하며 동물들의 혈당 수치를 조절할 만큼 충분한 인슐린을 생산했다. 이 장치는 피부 위에 놓인 외부 안테나에 의해 무선으로 전원이 공급되며, 이 안테나는 장치에 에너지를 전달한다. 연구진들은 장치를 더 방수 처리하고 균열에 더 강하게 만들어 수명을 연장했으며, 산소 발생기에 더 많은 전력을 공급하기 위해 장치 전자부품을 개선했다. 쥐와 랫드에서의 연구에서 새로운 장치는 피부 아래에 이식된 후 최소 90일 동안 기능할 수 있었으며, 기증자 섬세포들이 동물들의 혈당 수치를 건강한 범위 내로 유지할 만큼 충분한 인슐린을 생산했다.
별도로 일본 구마모토 대학의 연구진들은 인슐린이 장벽을 통과하도록 돕는 작은 펩타이드를 이용한 잠재적 해결책을 개발했다. 이 팀은 소장을 통과할 수 있는 DNP 펩타이드로 알려진 순환 펩타이드를 기반으로 한 접근법을 설계했다. 이 플랫폼은 이전에는 불가능했던 방식으로 인슐린의 경구 투여를 가능하게 한다. 당뇨병 쥐에 경구 투여했을 때, 이 제형은 혈당 수치를 빠르게 정상으로 낮추고 3일 동안 하루 한 번 투여로 안정적인 조절을 유지했다. 이 새로운 플랫폼은 피하 투여에 비해 약 33-41%의 약리학적 생체이용률을 달성하며 용량 요구량을 크게 낮추는 것으로 보인다.
이스라엘과 미국 과학자들은 언젠가 인슐린 주사의 필요성을 제거할 수 있는 생물학적 이식체를 개발했다. 이 기술은 몸 안에서 지속적으로 인슐린을 생산하는 살아있는 이식체를 기반으로 한다. 이 이식체는 직접 포도당 수치를 감지하고 필요에 따라 인슐린을 방출하는 공학 처리된 살아있는 세포로 만들어진 자율 인공 췌장 역할을 하며, 외부 장치나 지속적인 개입이 필요하지 않다. 연구팀은 인슐린 생성 세포들을 면역 공격으로부터 보호하는 특수 공학 처리된 결정체 구조 안에 넣었다. 이식체의 효과성은 여러 동물 모델에서 입증되었으며, 면역 억제 없이 장기간에 걸쳐 포도당 조절을 유지했다.
MIT 연구진들은 이제 이 장치들이 몸 안에서 2년 이상 더 오래 지속되도록 할 수 있는지 연구할 계획이다. 그들은 또한 이 접근법을 이용해 다른 유용한 단백질을 생산할 수 있는 세포들을 전달할 가능성도 탐구하고 있다. 일본 연구진들은 더 큰 동물 모델과 인간 장을 더 잘 재현하는 시스템을 포함한 추가 연구로 나아가고 있다. 이스라엘-미국 팀은 가까운 미래에 임상시험으로 나아가기를 희망하며, 이 기술은 혈우병과 같은 다른 만성 질환에도 적용될 수 있는 더 넓은 치료 플랫폼을 대표한다.