이준엽 울산의대 서울아산병원 안과 교수, 조재흥 UNIST 화학과 교수, 백무현 KAIST 화학과 교수팀은 망막 혈관이 폐쇄된 소동물 모델에 새롭게 개발한 ‘철-일산화질소 복합체’ 기반의 치료제를 주입한 결과, 폐쇄된 혈관이 확장돼 혈액 흐름이 성공적으로 회복된 것을 확인했다고 최근 밝혔다.

연구팀이 새롭게 개발한 치료제는 빛에 반응하는 특성을 가져, 빛 조절을 통해 선택적, 즉각적으로 원하는 위치에만 치료를 가할 수 있다. 기존에 없던 새로운 기술을 기반으로 개발된 혁신적인 치료법으로 그 의의가 크다.

이번 연구 결과는 화학 분야 저명한 국제학술지 셀(Cell)의 자매지인 ‘켐(Chem, IF 25.832)’에 최근 게재됐다.

망막 혈관 폐쇄는 동맥, 정맥, 미세혈관 등 망막 내에 존재하는 혈관 일부가 막혀 시력이 감소되는 질환이다. 발병 후 2시간 이내에 응급처치를 받지 않으면 실명으로 이어질 수 있다.  망막 혈관 폐쇄는 흔한 시력상실 질환으로 최근 고령화와 고혈압, 당뇨 등 기저 질환의 영향으로 환자가 꾸준히 증가하고 있지만, 아직 마땅한 치료법이 없다.

현재 시행되는 안구 마사지나 전방천자는 효과가 미비하고, 원인이 되는 혈전을 제거하는 혈전 용해술은 합병증 위험이 있어 근본적인 치료법이 필요한 실정이다. 혈관을 확장시켜 혈류를 증가시키는 효과가 있는 일산화질소를 이용한 치료제 개발이 연구되고 있지만, 자발적인 분해가 일어나는 일산화질소의 불안정한 특성을 조절하기 어려워 치료제로 사용하기엔 제약이 있었다. 

연구팀은 일산화질소에 철을 합성한 ‘철-나이트로실 복합체’ 기반의 치료제를 새롭게 개발했다. 해당 복합체는 빛에 반응하는 특성이 있어, 치료제를 눈에 주입한 뒤 빛 조절을 통해 원하는 시간, 원하는 위치에만 일산화질소를 공급할 수 있다.

연구팀은 망막 혈관이 폐쇄된 소동물 모델의 눈에 치료제를 주입한 뒤 혈관 및 혈액의 변화를 관찰했다. 그 결과 망막에 빛을 비춘 지 15분 이내에 망막 혈관 직경이 약 1.59배 증가했고, 망막 혈관이 폐쇄된 비관류 영역의 약 85% 이상이 회복돼 혈액의 흐름이 복구되는 것을 확인했다.

이준엽 서울아산병원 안과 교수는 “이번에 개발된 혈관 확장제는 빛을 이용해 치료 효과를 세밀하게 조절할 수 있을 뿐 아니라, 안구에만 국소적으로 치료제를 투약하기 때문에 전신 부작용 우려 없이 효과적인 치료가 가능하다”며 “지속적인 연구를 통해 임상에서도 적용 가능한 획기적인 치료 전략을 확립하기 위해 노력하겠다”고 말했다.

한편 의사과학자와 기초과학자가 유기적으로 융합해 시행된 이번 공동 연구는 과학기술정보통신부 · 자성기반라이프케어연구센터사업 · 중견연구사업의 지원으로 시행됐다.