[mdtoday = 조민규 의학전문기자] 매일 반복되는 인슐린 주사와 혈당 측정의 고통에서 제1형 당뇨병 환자들을 해방시킬 수 있는 체내 이식형 디바이스가 개발됐다.

미국 매사추세츠 공과대학교(MIT) 대니얼 앤더슨 교수 연구팀은 인슐린을 분비하는 췌도 세포를 면역 거부 반응 없이 체내에 안전하게 장기 이식할 수 있는 산소 공급 캡슐화 기기를 개발했다고 학술지 '디바이스(Device)'를 통해 발표했다.

제1형 당뇨병의 근본적인 치료를 위해 기증자나 줄기세포로부터 얻은 췌도 세포를 이식하는 방법은 이미 사용되고 있다. 그러나 환자들은 이식된 세포가 면역 체계의 공격을 받는 것을 막기 위해 심각한 부작용을 동반하는 면역억제제를 평생 복용해야만 했다.

반면, 세포를 캡슐로 감싸 면역 공격을 차단하는 기술은 세포에 충분한 산소가 공급되지 않아 괴사하는 치명적인 한계가 있었다.

연구진은 이 문제를 자체 산소 발생기로 해결했다.

체내에 풍부한 수증기를 수소와 산소로 분리하는 양성자 교환막을 기기에 탑재하여, 얇은 막을 통해 세포에 지속적으로 산소를 공급하는 원리다. 외부에 부착된 무선 안테나를 통해 전력을 공급받아 작동 효율성도 극대화했다.

동물 실험 결과, 개선된 기기는 생쥐의 피하에 이식된 후 최소 90일 이상 정상적으로 기능했다. 이 기간 동안 기증받은 췌도 세포는 건강한 상태를 유지하며 동물의 혈당 수치를 정상 범위로 유지하기에 충분한 양의 인슐린을 스스로 생산하고 분비했다.

이는 지난 2023년 연구에서 한 달 동안 생존했던 것에서 생존 기간을 3배 이상 늘린 성과다.

연구의 수석 저자인 앤더슨 교수는 세포가 올바른 환경에 놓이면 꽤 오랫동안 생존할 수 있는 것으로 보인다며 현재의 생존 기간에 고무되어 있으며, 앞으로 최대 2년 이상 장기적으로 기기가 체내에서 기능하도록 성능을 연장하는 연구를 진행할 계획이라고 밝혔다.

또한 연구진은 이 기술이 당뇨병 치료에만 국한되지 않을 것이라고 전망했다.

앤더슨 교수는 항체나 효소, 혈액 응고 인자 등 반복적이고 장기적인 투여가 필요한 여러 단백질 치료 분야에 이 기술을 적용할 수 있다며, 약물을 체외에서 주입하는 대신 체내에서 직접 약물을 생산하는 장기적인 인류 질병 치료의 패러다임을 열 수 있을 것이라고 기대감을 드러냈다.