당뇨병, 인슐린 주사대신 삼키는 캡슐로 해결

문광주 기자
eco@ecomedia.co.kr | 2019-04-06 17:07:42
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당뇨병 환자들에게 희소식이다. 연구원들이 앞으로 당뇨병 환자를 구할 수 있는 인슐린 캡슐을 개발했다. 이 캡슐에는 혈당조절 호르몬이 들어 있고 작은 바늘이 포함돼 위장 벽에 직접 주사할 수 있다. 연구원들은 “자연의 영향을 받은 특별한 디자인 덕분이다”고 밝혔다. 돼지를 대상으로 한 첫 번째 테스트에서 ‘삼키는 인슐린’은 Science 저널에 보고된 것처럼 자체적으로 효과가 입증됐다.


1형 당뇨병과 2형 당뇨병 환자의 경우 매일 인슐린을 섭취 하는 것이 필수적이다. 환자의 몸은 혈당조절 호르몬이 충분하지 않기 때문이다. 깨지기 쉬운 인슐린 분자는 산성 위장환경 및 장내세균총에 의해 파괴되기 때문에 호르몬은 지금까지 주사로 주입해야 했다. 불쾌한 절차다.

 

현재도 연구원들은 이 문제를 해결하기 위해 다양한 연구를 계속하고 있다. 초기에 인슐린 겔, 미세 바늘을 포함한 반창고 등의 시도에 이어 마침내 구강 인슐린 투여를 가능하게 하는 특수제로까지 발전된 것이다. 캡슐은 자동으로 위벽에 부착돼 인슐린을 주입한다. MIT의 알렉스 아브람 손(Alex Abramson) 과 그의 동료들은 더욱 변형된 기술을 발전시켰다. 그들은 위장 내 한 곳에 자유롭게 주사하는 인 슐린이 들어 있는 마이크로 바늘을 만들었다.


바늘은 압출된 스프링으로 캡슐내부와에 연결됐다. 초기에는 작은 설탕조각에 의해 제자리에 고정돼 있다가 환자가 캡슐을 섭취하면 위장 내의 수분이 설탕을 녹이고 스프링이 튀어 나온다. 이 과정에서 바늘은 위벽에 발사되고 인슐린을 직접 주사해 체내에 흡수되기 쉽게 만든다.

 

거북이 껍질에서 영감을 얻다. 캡슐은 어떻게 도달하든지, 얼마나 흔들리든지 상관없이 항상 위벽에 정확하게 정렬된다. 아브람손과 그의 팀이 자 연으로 부터 복사한 특수 디자인 덕분이다. 캠슐은 아프리 카 레오파드 거북이에게서 영감을 받았다.

 

이 동물의 특징 은 높고, 돔 모양의 껍데기가 결정적인 이점을 준다. 거북 이가 등으로 떨어지면 거북이의 탱크모양과 무게중심의 위치 때문에 자동으로 다시 바르게 자리 잡는다. 연구진은 이 원리를 개발에 적용했다. 따라서 캡슐이 항상 위벽과 올바른 위치에 놓이도록 했다. “주사를 맞으면 바늘이 조직에 접촉하는 것이 중요합니다”라고 아브람손은 말한다.


아브람손과 그의 동료들은 인슐린 캡슐이 실제로 얼마나 잘 작동하는지 쥐와 돼지에 대해 테스트했다. 돼지를 대상으로 한 실험에서 연구자들은 약 300 마이크로 그램(㎍)의 인슐린을 성공적으로 투여해 혈류에 점진적으로 들어가는 것을 확인했다. 이것은 피하주사처럼 혈액에 서 메신저 물질의 많은 부분을 밝혀냈고 결과적으로 포도당 수치가 줄었다.

 

그러나 이것은 공복에만 작용했다. 과학 자들에 따르면 부작용이 없었다. 일단 캡슐이 내용물을 방 출하면, 생분해성 고분자 및 스테인리스강 성분의 하우징은 문제를 일으키지 않고 소화시스템을 통해 계속 이동하는 것처럼 보였다.

당요병 환자뿐 아니라 또 다른 응용분야에 희망적 추가 검사를 통해 위장이 가득 차더라도 주사가 효과적인지, 장기간에 걸쳐 위장관에 어떻게 영향을 미치는지 보여 줄 것이다. 연구자들은 자신들의 방법이 장차 인간에게도 작동할 것이라고 낙관하고 있다.

 

아브람손의 동료 로버트 랭거는 “우리는 이전에 주사 또는 주입에 의해서만 당뇨환자를 관리할 수 있었다. 곧 이 새로운 캡슐이 의약품을 필 요로 하는 사람들에게 도움이 되기를 바란다”고 말했다. “이 기술을 적용하는 분야로 인슐린이 전형적인 예이다. 생각할 수 있는 다른 많은 응용프로그램이 있다”라고 보스톤 의과대학의 공동저자인 지오바니 트래버소(Gioanni Traverso)가 덧붙였다. <출처 : Science 2019, doi 10.1126 / AAAS / MIT / 브라 이엄 여성병원>

[문광주 편집위원] 

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