류마티스관절염은 관절을 침범하는 만성 전신성 염증성 자가면역질환으로, 손가락, 발가락, 손목 등 말초관절의 부종과 압통으로 시작해 관절 연골의 파괴 및 뼈 손상이 진행되면서 관절 기능 손상과 변형이 나타나는 질환을 말한다.
관절 증상 외에도 장기(폐, 신장, 심장) 침범, 골다공증, 혈관염 등을 동반하기도 하는데, 이에 따른 관절 변형과 만성적 통증으로 인해 환자 신체장애와 삶의 질 저하가 발생하므로 적절한 치료가 꼭 필요하다.
류마티스관절염 환자 규모는 전 세계 인구의 1% 정도로 추산되는데, 2년 이내에 조기 진단하여 적절한 항류마티스 약제 치료를 시작하면 관절 변형을 예방하고 치료 효과를 높일 수 있으므로, 조기 진단과 적극적인 치료가 무엇보다 중요하다.
하지만 환자마다 처한 환경과 개인의 상태적 차이로 인해 필요한 항류마티스 약제의 종류와 복용량이 상당히 달라질 수 있다는 문제점이 있었고, 이를 해결하기 위한 환자 유래 세포를 기반으로 한 플랫폼 개발의 필요성이 대두됐다.
김민교 교수 연구팀은 이번 연구에서 인체 내 환경을 모사하는 ‘류마티스관절염 3D 스페로이드’를 개발했으며, 이 플랫폼은 실제 환자에서 유래한 관절 활막세포를 거대 패턴 형성 폴리카프로락톤(PCL) 스캐폴드 위에 배양함으로써 다양한 약물 효능 및 치료 농도의 검사를 가능케 한다.
이 플랫폼은 실제 환자 조직과 유사한 혈관 공급을 모사하기 위해, 환자 유래 관절 활막세포와 정맥 내피세포(HUVEC)를 함께 배양하여 류마티스관절염 환자의 관절 환경을 최대한 유사하게 한 점이 특징이다.
김민교 교수 연구팀은 ‘류마티스관절염 3D 스페로이드’에 대표적인 항류마티스 약물을 투여하여 반응성 산소종(ROS) 수치, 젖산탈수소효소(LDH) 수치, 염증성 사이토카인 반응의 변화를 관찰했고, 이를 통해 사용된 항류마티스 약물 종류에 따라 세포 반응이 다양하게 나타남을 확인했다.
김민교 교수는 “이번 연구는 개인 맞춤형 약물 스크리닝 시스템으로서 다양한 염증성 질환 치료에 활용될 수 있는 ‘3D 약물 스크리닝 플랫폼’의 중요성을 강조한다”라며 “이 플랫폼이 앞으로 개인 맞춤형 항류마티스 치료 전략 개발의 필수적인 도구가 되길 기대한다”라고 포부를 밝혔다.
한편, 해당 연구 논문은 세계적인 과학 학술지 머터리얼 투데이 바이오 (Material today bio, Impact Factor: 10.761, SCIE급)’ 2024년 5월호에 등재됐으며, 해당 학술지는 저널인용지표(Journal Citation Indicator) 기준 상위 10% 이내 저널지이다.
김지예 기자
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