- 생체적합성 고분자 ‘폴록사머’ 접합 통해 항체 안정성·친화도 개선

- 류머티스 관절염 마우스 모델에서 치료 효과 상승 및 증상 완화 기간 연장

- 소재 분야 유명 국제학술지 ‘Advanced Functional Materials (IF=19.00)’에 연구 성과 게재

△ 아달리무맙-폴록사머 접합체의 특성 변화 및 치료 효과 개선

 가톨릭대학교(총장 최준규) 바이오메디컬화학공학과 나건 교수 연구팀이 류머티스 관절염 항체 치료제의 안정성과 효능을 동시에 높일 수 있는 항체-고분자 접합 기술을 개발했다.

 연구팀은 자가면역질환 치료에 널리 쓰이는 항체 치료제 아달리무맙에 폴록사머를 접합해 기존 항체 치료제보다 안정성과 치료 효능을 향상시켰다.

 아달리무맙은 종양괴사인자를 선택적으로 억제해 염증 반응을 줄이며, 류머티스 관절염, 건선, 궤양성 대장염 등 다양한 자가면역질환 치료에 활용되고 있다. 대표 상품인 Humira®는 세계적 블록버스터 약물로, 2020년 글로벌 판매량 1위를 기록했다. 폴록사머는 친수성과 소수성을 모두 가진 FDA 승인 고분자로, 단백질 안정화와 약물 전달에 유리한 특성을 갖는다.

 연구팀이 개발한 아달리무맙-폴록사머 접합체는 기존 항체에 비해 체내 단백질 분해효소나 고온·변성 조건에서도 구조 안정성이 높고 항원 친화도가 개선돼 종양괴사인자와의 상호작용이 유의미하게 증가했다. 세포 수준의 항원 중화 실험에서는 기존 항체보다 약 15% 적은 투여량으로도 동일한 효과를 보였다.

 동물실험에서도 긍정적인 결과가 확인됐다. 류머티스 관절염 모델 마우스에 투여한 결과, 조직 염색에서는 면역세포 침윤이 줄고 연골층 두께가 유지됐으며, CT 영상 분석에서는 뼈 손상이 현저히 감소했다. 또한, 약동학 분석에서는 체내 반감기와 혈중 유지 농도가 크게 향상돼 투여 간격을 줄이고 환자의 장기 치료 부담을 완화할 수 있는 차세대 ‘바이오 베터(Bio-better)’ 항체 치료제로서의 가능성을 입증했다.

 이번 연구 성과는 재료 분야의 저명한 국제학술지인 ‘Advanced Functional Materials (IF=19.00)’에 게재됐다. 가톨릭대 바이오메디컬화학공학과 나건 교수가 교신저자로, 생명공학과 노재원 박사과정생이 제1저자로 참여했다.

 가톨릭대 나건 교수는 “이번 연구는 기존 아달리무맙의 한계를 극복할 수 있는 단순하면서도 효과적인 안정화 전략을 제시했다”며 “향후 다양한 항체 치료제에 확장 적용될 수 있는 플랫폼 기술로 발전할 수 있을 것으로 기대한다”고 밝혔다.

(그림1) 항체-고분자 접합에 의해 항체 안정성이 증대되고 항원 결합 친화도가 향상된다.

이를 통해 염증성 사이토카인 억제, 관절 부종 완화, 연골 및 골 보호 효과가 나타나 류머티스 관절염 등 자가면역질환 치료에 효과적으로 적용될 수 있다.

(그림 2) 류머티스 관절염 모델 마우스에 각 항체를 투여한 뒤 8주 후, 쥐의 발목·발바닥·뼈 조직을 조직 염색과 CT 영상으로 분석했다.

기존 항체 또는 항체-PEG 접합체를 투여한 그룹 대비 항체-PX 접합체를 투여한 그룹에서 관절 내 염증 정도, 관절 활막의 손상 정도, 뼈 침식으로 인한 골 표면적이 현저히 감소한 것이 확인됐다.