불치병으로 여겨졌던 당뇨병 치료에서 획기적인 연구 성과들이 연이어 발표되면서 당뇨병 완치 가능성에 대한 기대감이 높아지고 있다. 이런 가운데 미국 경제 전문지 포브스(Forbes)는 18일(현지 시간), 최근 발표된 혁신적인 당뇨병 치료 연구들을 집중 조명했다.
포브스에 따르면 당뇨병 치료 연구에서 가장 주목받는 분야 중 하나는 췌장 베타세포의 재생 기술이다. 미국 마운트사이나이 아이칸 의대 연구진은 지난 2015년 ‘하민(Harmine)’이라는 소분자가 췌장 베타세포의 증식을 유도한다는 사실을 발견했다.
알파세포를 베타세포로 바꾸는 ‘하민’에 주목
이후 지난해 12월 발표된 연구에서는 하민이 알파세포를 베타세포로 전환하는 '운명 변환(fate conversion)' 과정을 촉진한다는 점이 밝혀졌다.
알파세포는 1형 당뇨병 환자에게도 풍부하게 존재하는 세포로, 이를 베타세포로 전환하는 기술이 성공한다면 1형과 2형 당뇨병 모두 근본적인 치료가 가능할 것으로 기대된다.
당뇨병은 췌장에서 인슐린을 분비하는 베타세포가 손상되면서 발생하는데, 알파세포가 베타세포로 전환될 수 있다면 당뇨병 치료에 획기적인 전환점이 마련될 수 있는 것이다.
실제로 인간 췌장 세포를 이식한 실험용 쥐에게 하민을 투여한 결과, 베타세포가 최대 300%까지 증가했다. 최근 비만 치료제로 유명한 글루카곤 유사 펩타이드-1(GLP-1) 수용체 작용제를 하민과 병행 투여했을 때는 베타세포가 700%까지 증가하는 효과가 확인됐다.연구진은 현재 하민 기반의 임상 연구를 진행 중이다.
세포 이식 기술 역시 당뇨병 치료의 새로운 가능성을 열고 있다. 미국 바이오기업 ‘사나 바이오테크놀로지(Sana Biotechnology)’는 면역억제제 없이도 이식 가능한 베타세포 개발에 성공했다. 기존 췌도이식(췌장에서 인슐린을 분비하는 췌도 세포만을 분리해 이식하는 방식)은 면역 거부 반응 문제로 인해 환자가 평생 면역억제제를 복용해야 하는 한계가 있었다.
면역 거부 반응 없는 세포 이식 기술 등장
그러나 사나 바이오테크놀로지는 유전자 조작을 통해 면역 회피 기능을 갖춘 췌도 세포를 개발, 이식 후 면역 거부 반응 없이 정상적으로 기능할 수 있도록 했다. 실제로 이 기술을 적용받은 한 환자는 30년 만에 인슐린을 직접 생성할 수 있게 됐다는 연구 결과가 발표됐다.
또한 중국 베이징대학교 덩홍쿠이 교수 연구팀은 환자의 자체 세포를 이용해 베타세포를 생성하는 기술을 개발했다. 연구진은 환자의 췌도 세포를 추출해 유도만능줄기세포(iPS)로 되돌린 후, 이를 다시 베타세포로 분화시켜 환자에게 이식하는 방식을 적용했다. 이 기술을 25세 환자에게 적용한 결과, 이식 후 75일 만에 인슐린 의존도를 완전히 없앨 수 있었으며, 1년이 지난 현재까지도 정상적인 혈당 조절이 유지되고 있다고 보고됐다.
당뇨병 치료뿐만 아니라 관리 방식도 혁신적으로 변화하고 있다. 미국 버지니아대학교 연구팀은 AI(인공지능) 기반 자동 인슐린 주입 시스템을 개발 중이다. 이 시스템은 강화학습(Reinforcement Learning) 알고리즘을 활용해 혈당 패턴을 학습하고, 사용자의 개입 없이 최적의 인슐린 주입량을 결정하는 기술이다.
이런 자동 혈당 조절 시스템은 특히 스스로 혈당 관리에 어려움을 겪는 어린이와 청소년 환자들에게 큰 도움을 줄 것으로 기대된다.
