국립부경대학교(총장 배상훈)는 스마트헬스케어학부 휴먼바이오융합전공 이세중 교수 연구팀이 염증성 대장염 치료와 장내 마이크로바이옴 개선에 효과적인 신개념 메트포르민(metformin) 캡슐을 개발했다고 발표했다.

이세중 교수는 영남대학교 최창형 교수와 공동 연구팀을 구성해 이번 연구 결과를 화학/약리학 국제학술지 (IF 10.5)에 지난 1월 게재했다.

연구팀은 미세유체 기술을 사용하여 잘 알려진 당뇨병 치료제인 메트포르민을 3중 하이드로겔 캡슐 내에 캡슐화하는 경구용 pH 반응성 약물 전달 시스템을 개발했다. 이 캡슐은 대장 염증 부위(pH 7)에서 메트포르민을 특이적으로 방출하는 동시에 산성 위 환경(pH 2)에서 약물이 분해되는 것을 방지하도록 설계되었다.

    ▲ 이 세중 교수

이 접근법은 표적 부위에서 약물의 생체이용률을 크게 향상시켜 저용량으로 염증성 장 질환(IBD)을 효과적으로 치료할 수 있다. 이 연구는 또한 메트포르민이 IBD 동물 모델에서 전염증성 면역 반응 메커니즘을 조절할 뿐만 아니라 장내 미생물군의 다양성과 풍부함을 개선한다는 것을 밝혔다.

이세정 교수는 "염증성 대장염 환자는 영양소 흡수를 저해하고 혈당 조절을 방해하며 제2형 당뇨병 발병 위험을 높일 수 있는 식사 제한에 직면하는 경우가 많다"고 설명했다. 메트포르민은 뛰어난 당뇨병 치료제로 주목을 받고 있지만, 대장염 치료제로서의 잠재력은 아직 밝혀지지 않았다.

또한, 안정성과 생체이용률은 장관에 도달하기 전에 위산과 소화 효소에 의한 분해로 인해 종종 손상되어 더 높은 복용량이 필요하다. 이 캡슐화 기술은 이러한 한계를 해결하고 약물 전달의 돌파구를 제시한다." 

그는 또한 "우리의 연구 결과는 메트포르민의 새로운 약리학적 효과와 마이크로바이옴 조절 및 미세캡슐화 기술을 통한 난치성 대장염 치료를 위한 치료 옵션으로서의 잠재력을 강조한다"고 설명했다.

아울러 이 교수는 "첨단 마이크로캡슐과 마이크로니들 개발을 통해 줄기세포, 펩타이드, 항체 등 질환 부위에 특이적으로 전달할 수 있는 바이오의약품을 발굴하고자 한다"고 포부를 밝혔다. 이 연구는 대사성, 만성질환, 난치성 질환 치료에 기여할 것이며, 또한 스마트 헬스케어 분야에서 차세대 인재를 육성하고 싶다고 덧붙였다."

◈그림】메트포르민 캡슐의 대장 염증 부위 적용 모식도