[메디컬투데이 = 이승재 의학전문기자] 주사제 형태로만 사용되던 ‘GLP-1 약제’를 상추에 담아 간편하게 복용할 수 있는 혁신적인 식물 기반 경구 투여 플랫폼이 개발됐다.

상추 엽록체를 이용한 엑세나타이드 및 릭시세나타이드의 경구 전달체 개발에 관한 연구 결과가 ‘식물 생명공학 저널(Plant Biotechnology Journal)’에 실렸다.

최근 ‘위고비(Wegovy)’와 같은 ‘GLP-1 약제(GLP-1 receptor agonists)’는 당뇨병 치료를 넘어 비만 관리의 패러다임을 완전히 바꿨다.

하지만 기존 치료제들은 대부분 주사제 형태여서 환자들의 거부감이 컸고, 최근 출시된 경구용 세마글루타이드(semaglutide)는 복용 전후의 엄격한 공복 유지와 소량의 물 섭취 등 까다로운 조건이 뒤따랐다. 또한, 합성 과정에서 발생하는 높은 비용과 위장관계 부작용은 특히 저소득 국가 환자들에게 큰 장벽이 되어 왔다.

미국 펜실베이니아 대학교 치과대학(Penn Dental Medicine)의 연구진은 상추의 엽록체를 유전적으로 조작해 GLP-1 펩타이드를 발현시키는 새로운 접근법을 제시했다.

연구진은 이미 안전성이 입증된 엑세나타이드(exenatide)와 릭시세나타이드(lixisenatide)를 상추 세포 내부에 캡슐화하는 방식을 택했다.

이 기술의 핵심은 '식물 세포벽'의 보호 기능에 있다. 인간의 효소는 식물 세포벽을 분해하지 못하기 때문에, 상추 속에 담긴 약물 성분은 위산의 공격으로부터 안전하게 보호된 채 위를 통과한다.

이후 약물이 장에 도달하면 장내 미생물이 배출하는 효소에 의해 세포벽이 파괴되면서 약물이 자연스럽게 흡수되는 원리다.

연구진은 이 방식이 기존 경구용 제제의 고질적인 문제들을 해결할 수 있다고 설명했다.

우선, 상추 엽록체가 자연적으로 펩타이드의 기능에 필요한 화학적 변형을 수행하기 때문에 복잡한 합성 공정이 필요 없다.

또한, 약물의 반감기를 늘리기 위해 인위적으로 아미노산을 변형한 합성 GLP-1과 달리, 자연 상태의 펩타이드를 그대로 전달할 수 있어 메스꺼움이나 구토와 같은 위장관 부작용 위험을 대폭 낮출 수 있다.

경제성 측면에서도 획기적이다. 값비싼 화학 합성 설비 대신 상추를 재배해 약물을 생산할 수 있기 때문에 전체적인 제조 단가를 낮출 수 있다.

연구진은 이러한 결과를 바탕으로 상추 세포를 이용한 약물 전달 플랫폼이 GLP-1 약제의 생체 이용률을 높이고 부작용을 줄이는 안전하고 효율적인 전략이라고 결론지었다.