김용희 보스토토, 항비만 유전자 치료제가 탑재된 마이크로니들 패치 개발
기존 치료제의 부작용을 보완하는 연구 결과
다양한 공동 연구를 진행하며 치료제 개발에 기여해
김용희 생명공학과 교수가 항비만 유전자 치료제가 탑재된 마이크로니들 패치를 개발했다. 특정 지방세포를 억제함으로써 효과적인 비만 치료를 도모하고 마이크로니들 패치를 통해 환자의 부담을 줄여 편의성을 높였다. 해당 연구 결과는 재료과학 분야 세계적 학술지인 <Advanced Materials> 1월호에 게재되며 성과를 인정받았다. 획기적인 시도를 통해 비만 치료제 시장의 발전에 이바지한 김 교수를 만났다.
기존 비만 치료제의 원리를 탈피하다
세계 비만율이 나날이 증가하고 있다. 세계 비만 재단은 지난해 한 보고서에서 "비만 문제에 적절히 대응하지 않으면 2035년까지 과체중 및 비만 인구가 세계 인구의 절반을 넘어설 것이다"고 경고했다. 실제로 질병관리청의 자료에 따르면 한국인의 비만율도 2007년 31.7퍼센트에서 2022년 37.2퍼센트로 꾸준히 증가했다.
비만 문제가 심각해짐에 따라 비만치료제 시장이 메가 트렌드로 떠올랐다. 식이요법 개선과 운동 외에도 비만 치료제를 통해 체중을 감량하고 건강을 개선하려는 시도가 많다. 그러나 기존 비만 치료제는 뇌에 있는 식욕 중추를 억제하기 때문에 우울증, 심혈관계 등의 부작용을 발생시키는 단점이 있다. 또한 주사로 투여할 경우 바늘로 인해 거부감을 느끼는 환자가 많다.
김 교수는 기존 비만 치료제의 문제점을 보완해 항비만 유전자치료제가 탑재된 새로운 형태의 마이크로니들 패치를 개발했다. 그는 "뇌를 자극하는 대신 특정 지방 세포를 억제함으로써 체내 지방산의 축적을 감소시키고자 했다"고 설명했다.
이 과정에서 지방산 결합 단백질을 억제할 수 있는 플라스미드 DNA와 비 바이러스성 유전자 전달체를 결합한 자가조립 올리고펩토플렉스(Self-assembled Oligopeptoplex; SA-OP)를 개발했다. 그는 "SA-OP를 통해 플라스미드 DNA를 지방세포 핵 내로 전달하고 복부에 쌓인 불필요한 지방산의 축적을 막았다"고 말했다.
해당 치료제는 마이크로니들 패치를 통해 투여함으로써 더욱 편리하고 안전한 사용이 가능하다. 또한 해당 패치는 경구 투여가 불가능한 일부 의약품에도 활용할 수 있고 주삿바늘로 인해 치료에 거부감을 느끼는 환자에게 고통 없이 편리하게 투여할 수 있다. 김 교수는 "마이크로니들 패치의 표면에는 눈에 보이지 않는 미세한 니들이 존재한다"며 "해당 부분에 의약품을 실은 후 우리 몸에 부착하면 니들 부위는 자연적으로 분해가 되기에 후에 패치를 떼어내기만 하면 된다"고 설명했다.
김 보스토토가 개발한 치료제는 실제로 약 7주 만에 20퍼센트를 감량하는 결과를 보였다. 치료 중단 이후 요요 현상이나 문제점이 발생하지 않으며 비만으로 인한 대사 질환, 당뇨, 비알코올성 지방 간염 등의 치료에도 효과적으로 사용할 수 있다.
세계적 학술지 <Advanced Materials>에 게재돼
이번 김 교수의 연구 결과는 재료과학 분야 세계적 학술지인 <Advanced Materials> 1월호에 게재돼 주목받았다. 그는 "신약 개발을 하는 사람의 입장에서 최종적으로 약이 개발돼 환자의 치유를 돕는다는 결과를 얻는 것이 목표다"며 "연구자로서 기술력을 인정받은 것 같아 매우 기쁘다"고 밝혔다. 이어 그는 "비만 치료를 위한 기술과 마이크로니들 패치를 접목해 얻을 수 있는 결과였다"며 "오랜 기간 큰 노력을 기울인 연구라서 더욱 보람차다"고 말했다.
현재 김 교수는 바이오 생명 의약연구소장으로 활동하고 있다. 바이오 생명 의약연구소는 약 10명의 생명공학과 교수가 공동으로 연구하는 곳이다. 각 분야 전문가가 모여 신약을 개발하고 기업과 산학 협력 프로젝트를 진행하는 등의 폭넓은 연구를 수행하고 있다. 그는 "공동 연구를 통해 개인 연구의 한계점을 보완하고 사회에 필요한 치료 시스템을 함께 고민하고 있다"고 말했다.
"세상에 도움이 되는 연구를 해 나갈 것"
김 보스토토는 비만과 암과 관련해 활발한 연구를 펼치고 있다. 특히 체내 면역 세포를 활성화하는 면역 항암과 비만을 통한 대사 질환을 연구하고 있다. 또한 마이크로니들을 쉽게 상용화할 수 있는 화장품, 치료제 등을 집중적으로 연구하며 활용 방안을 모색 중이다.
그의 목표는 '나의 연구 결과가 세상에 좋은 영향을 미치는 것'이다. 김 교수는 "환자의 고통 감소 및 편의성 제고 등에 도움 되고 혁신적인 신약으로 자리매김할 수 있는 연구를 하고 싶다"고 말했다. 이어 그는 "앞으로도 꾸준히 연구를 이어가며 글로벌 제약회사와 협업하고 전 세계에서 경쟁력 있는 기술을 확보하는 것이 목표다"고 밝혔다.
마지막으로 김 교수는 대학원생과 신진 연구원들에게 마음 어린 조언을 건넸다. "혼자 연구를 진행하기보다 많은 사람들과 협력 연구를 하세요. 연구는 방에서 혼자 하는 것이 아니라 사람들과 소통과 교류를 하며 함께 실험하고 해결하는 것이 중요합니다. 혼자 해결하기보다 다양한 곳에서 많은 사람들과 네트워크를 쌓는다면 생각의 폭이 훨씬 넓어질 거예요."