일리아스바이오로직스는 유태현 연세대 세브란스병원 신장내과 교수팀, 육종인 치과대학 교수팀이 ‘허혈-재관류손상으로 인한 급성신손상(IRI-AKI)’ 치료에 엑소좀을 활용한 치료법의 효과를 입증한 연구 결과가 최근 국제학술지 Kidney International에 게재됐다고 22일 밝혔다

이번 연구는 2021년 1월 Science Advance에 게재된 자사 엑소좀의 조산(Pre-term birth)에 대한 치료효과 입증에 이은 세 번째 생체 효능 개념입증(Proof of Concept, POC) 연구로서 일리아스는 패혈증, 조산에 이어 급성신손상에 대한 치료제 개발 가능성까지 제시함으로써 원천 플랫폼기술 EXPLOR®(Exosomes engineering for Protein Loading via Optically Reversible protein-protein interaction)를 활용한 치료제 파이프라인의 신뢰성 및 확장성을 확고히 했다.

급성신손상은 다양한 원인에 의해 신장기능이 급격히 저하되는 질병으로 의학의 발전에도 불구하고 매년 약 100만명의 환자가 새롭게 급성신손상을 진단받고 있다. 급성신손상은 급성세뇨관 괴사, 간질성 신염 등 다양한 원인에서 발생해 영구적인 신손상으로 이어질 수 있는 심각한 질환으로 허혈-재관류손상이 가장 대표적인 기전이며 심장판막 수술의 후유증으로 주로 발생한다.

연구팀은 일리아스의 플랫폼 기술인 EXPLOR®를 활용해 염증을 활성화하는 NF-kB 작용을 억제하기 위해 항염증 물질인 srlkB(super-repressor lkB) 단백질을 엑소좀에 탑재하는데 성공했고 허혈-재관류 수술 전후의 생쥐 모델에서 치료용 단백질을 탑재한 엑소좀을 투여한 군과 대조군을 비교했다.

비교결과 투여군은 대조군 대비 허혈 발생 후 신장기능지표인 혈중요소질소(blood urea nitrogen, BUN) 및 크레아티닌(Creatinine) 농도와 급성신손상의 진단 및 예후에 활용되는 바이오마커인 당단백질 호중구 젤라티나제 결합 리포칼린(Neutrophil Gelatinase-associated Lipocalin, NGAL) 수치가 모두 낮게 나타나 이 치료법이 급성신손상 예방에 효과적임을 입증했다.

이러한 결과는 srlkB 단백질 투여가 표적인 신장세포와 면역세포로 전달돼 급성신손상의 원인 중 하나인 과도한 면역반응을 감소시킴으로써 치료효과를 나타내고 이를 허혈-재관류손상으로 인한 급성신손상(IRI-AKI)의 새로운 치료법으로 활용 가능함을 시사한다.

연구팀은 투여된 srlkB 단백질이 허혈 후 신장에 NF-kB 활성과 세포사멸을 감소시키고, 다양한 항염증성 사이토카인(pro-inflammatory cytokines)과 세포접착분자(adhesion molecules)의 발현을 줄인 것을 확인할 수 있었다. 또한 생체내 영상(intravital imaging)기법을 통해 중요한 면역세포인 호중구와 대식세포에 엑소좀이 흡수된 것을 확인했다.

유태현 교수는 “급성신손상은 병원에 입원한 환자에서 흔하게 발생하는 합병증으로 그 자체로도 위험하지만 적절한 치료를 통하여 신장기능을 회복하지 못하면 만성신장질환으로 진행되어 장기적으로 환자의 생명을 위협하는 질환임에도 현재까지 근본적인 치료제가 없는 실정이었다”며 “이번 연구 결과는 엑소좀을 활용한 약물전달기술을 통해 심장수술 등허혈-재관류손상이 일어난 환자에서 급성신손상을 예방할 수 있는 치료의 가능성을 제시했다”고 말했다.