국내 연구진이 피부 아래에 췌장 조직을 이식해 혈당을 조절하는 새로운 당뇨 치료법을 개발했다.

울산과학기술원(UNIST) 바이오메디컬공학과 강현욱 교수팀은 피하 조직에 이식해도 혈당 조절 기능을 할 수 있는 췌도 이식체를 개발했다. 췌도는 혈당 조절 호르몬인 인슐린을 분비하는 췌장 세포덩어리로, 심각한 인슐린 분비 장애를 겪는 제1형 당뇨환자의 간이나 신장에 이를 이식해 치료한다. 개발된 이식체는 간단한 절개로 시술할 수 있고, 부작용 발생시 간이나 신장과 달리 바로 회수 가능해 수술 부담과 합병증 등을 줄일 수 있을 것으로 기대된다.

▲강현욱(윗줄 왼쪽 시계방향) 교수, 김민경, 신지영, 허준호 연구원

그간 췌도를 간이나 신장에 이식해 온 이유는 풍부한 혈관 때문이다. 이를 통해 산소와 영양분을 공급받고 혈당을 감지해 인슐린을 분비하는 췌도의 기능을 발휘할 수 있다. 혈관 밀도가 낮은 피하 조직은 고려 대상이 아니었다.

연구팀은 다층 시트형 구조를 고안해 피하 조직에서도 효율이 높은 이식체 개발에 성공했다. 혈관과 췌도 간의 거리를 최소화할 수 있게 이식체의 상부층과 하부층에 췌도가 집중된 구조다. 또 췌도의 분포 밀도를 정교하게 조절해 충분한 산소와 영양분을 전달받을 수 있다. 췌도 외에 이식체를 구성하는 물질은 모두 생체 친화 물질이다.

이식체의 복잡한 구조는 정밀 바이오 3D 프린팅으로 찍어냈다. 이를 통해 인체 피하에 이식이 적합한 크기로도 제작 가능해 임상 적용성이 매우 우수하다는 설명이다.

또 면역 반응을 억제하는 항섬유화 약물을 이식체 안에 넣어 국소 전달할 수 있어 동물의 췌도를 사람에게 이식하는 이종 췌도 이식 분야에서도 잠재력을 보였다. 현재 췌도 이식은 주로 자가 췌장이나 장기 기증자의 췌장에서 분리된 췌도로 이뤄진다.

개발된 췌도 이식체를 이식받은 당뇨병 쥐는 4개월 동안 혈당 조절 효과를 유지했다. 연구팀은 개발된 이식체를 임상에 적용하기 위한 연구를 지속하고 있으며, 대동물 실험을 준비하고 있다.

강현욱 교수는 “이번 연구는 제1형 당뇨병 치료 기술 개발을 위한 새롭고 획기적인 접근법을 제시하고 있다”며 “많은 당뇨 환자들의 삶의 질 향상에 큰 기여를 할 수 있을 것”이라고 말했다.

이번 연구는 세계적 권위의 학술지인 어드밴스드 머터리얼즈(Advanced Materials)에 2024년 9월 23일 온라인 선공개됐으며, 산업통상자원부 및 산업기술평가관리원(KEIT)의 연구비 지원에 의한 산업기술 알키미스트 프로젝트 사업을 통해 수행됐다.

◈사진】 '3D 프린팅 췌도 이식체 이미지                   ◈이식받은 당뇨병 쥐 4개월 동안 혈당 조절 효과 유지