MIT-하버드, 캡슐 형태 인슐린 주사제 개발
[데일리포스트=김정은 기자] 미국 연구진들에 의해 당뇨병 환자들이 알약처럼 삼킬 수 있는 ‘인슐린 주사 캡슐’이 등장해 화제를 모으고 있다.
당뇨병 치료에 사용되는 인슐린은 그 특성상 일반 알약처럼 삼키면 충분한 효과를 얻을 수 없기 때문에 주사기로 직접 체내에 투여해야 했다. 하지만 인슐린 캡슐이 상용화되면 환자가 번거롭게 매번 주사를 맞지 않아도 될 전망이다.
미국 메사추세츠공대(MIT)와 하버드의대 등 공동 연구팀은 인슐린을 캡슐 속에 넣어 삼키면 위벽에 스스로 인슐린을 주입하는 주사제를 개발, 동물실험을 통해 그 효과를 확인했다고 8일(현지시간) 밝혔다. 연구결과는 국제학술지 '사이언스(Science)'에 게재됐다.
◆ 삼키는 인슐린주사제, 상용화 가능성 높아
인슐린은 췌장에서 분비되는 호르몬으로 혈중 포도당 농도를 낮추는 작용이 있다. 인슐린 분비 기능이 저하되거나 인슐린 효과가 나빠지면, 고혈당으로 다양한 합병증을 일으키는 당뇨병으로 발전한다. 따라서 당뇨병 증상과 진행 상황에 따라 정기적으로 인슐린을 체외에서 투여해야 한다.
인슐린은 단백질의 일종으로 경구 투여를 해도 소화 작용으로 신속하게 분해되기 때문에 피하 주사로 투여하는 것이 일반적이다. 하지만 인슐린과 주사기는 적절한 관리가 필요한 데다, 공공장소 등에서 주사를 맞는 상황을 싫어하는 환자도 있기 때문에 환자에게 부담이 적은 인슐린 투여 방법에 대한 지속적인 개발이 이루어져왔다.
이번에 개발된 인슐린 주사제는 ‘S.O.M.A(Self-Orienting Millimeter-Scale Actuator)’라고 불리는 캡슐이다. S.O.M.A에는 인슐린이 들어있는 생분해성 고분자 바늘이 있다. 평소에는 인슐린 분해를 막기 위해 캡슐로 감싸고 있다가 이를 삼켜 캡슐이 위산에 녹으면 위벽에 달라붙은 뒤 바늘이 캡슐 밖으로 나와 인슐린을 직접 주사한다. 인슐린 주입이 모두 끝나면 주사제는 대부분 몸에서 녹아 없어지고 남은 물질은 소화기관을 거쳐 몸 밖으로 배출된다.
연구진은 캡슐이 위벽에 안정적으로 자리 잡을 수 있도록 컴퓨터 모델링을 통해 최적의 형태를 설계했다고 밝혔다. 삼킨 후 1초면 위장에 도착하고 1분 정도면 주사 바늘이 주사를 시작, 1시간이면 모든 인슐린이 혈류에 완전히 주입된다.
로버트 랭거 MIT 교수는 "돼지를 대상으로 300마이크로그램(㎍)의 인슐린 캡슐 투여에 성공했으며 인슐린 투여 용량은 5밀리그램(mg)까지 늘릴 수 있다. 이는 제2형 당뇨병 환자에 투여되는 양과 유사한 수준인 만큼 충분히 상용화가 가능할 전망이다. 동물 실험 결과 혈중 인슐린 농도와 혈중 포도당 농도 변화를 통해 실제 인슐린 주사와 S.O.M.A가 같은 정도의 효과를 보였으며 부작용도 없었다"고 설명했다.
연구진은 “향후 인슐린 이외에도 백신, DNA 제제, 효소, 호르몬제, 면역 항체 등 다양한 의약품을 S.O.M.A.를 통해 쉽게 투여 할 수 있다”고 밝혔다.