대표적인 자가면역질환은 류마티스관절염으로 현재까지 완벽한 치료제가 없다. 현재 시판 중인 류마티스관절염의 치료제는 항염 작용을 하며 자가면역질환을 억제하지만 일시적 작용에 그친다. 복용자에 따라 피부발진, 식욕감퇴, 복부통증, 간기능 이상 등 여러 가지 부작용이 생긴다.

과학기술정보통신부 산하 기초과학연구원(IBS) 복잡계 자기조립 연구단(단장 김기문) 김원종 학연연구위원(포스텍 화학과 교수) 연구진은 일산화질소에 선택적으로 반응하는 하이드로젤을 만들어 류마티스관절염의 새로운 치료법을 제시했다. 생체독성이 매우 낮은 고분자 물질로 이루어져 부작용이 거의 없다.

연구진이 개발한 하이드로젤은 류마티스관절염 주변의 일산화질소를 선별적으로 제거해 자가면역 이상반응을 차단한다. 염증이 심한 지역의 활막액을 다량으로 흡수하면서 동시에 약물을 방출하게 할 수 있다.

연구진은 이 같은 기능을 구현하려고 일산화질소에 민감한 가교제를 합성하는 데 집중했다. 결국 일산화질소 맞춤 포집 기능을 살려 하이드로젤이 상대적으로 부푸는 정도가 3~5배 높아졌다.
살아 있는 대식세포를 통해 하이드로젤의 효과도 입증됐다. 하이드로젤과 일산화질소가 만나 고분자의 틈이 벌어지고, 그 사이로 물이 유입돼 실험 전보다 질량이 3배 이상 증가했다. 만약 고분자 사슬 사이에 약물을 넣어 병변에 주입하면 활막액이 젤 내부로 들어오면서 약물을 밀어내 치료효과를 극대화할 것으로 보인다.

김원종 학연연구위원은 “이번 결과는 일산화질소 감응형 하이드로젤 개발을 통한 자가면역질환 관련 질병치료의 선행연구”라며 “현재는 나노사이즈의 하이드로젤로 실제 류마티스관절염에 걸린 쥐를 대상으로 그 효과를 입증하는 단계”라고 설명했다.

이번 연구결과는 국제학술지 어드밴스드 머티리얼스(Advanced Materials, IF 19.791) 온라인판에 논문명 ‘Therapetuic gas responsive hydrogel’, Junghong Park, Swapan Pramanick, Dongsik Park, Jiwon Yeo, Jihyun Lee, Haeshin Lee, Won Jong Kim 등으로 10월 11일 게재됐다.