[더파워 이설아 기자] 기존 항염증 치료를 넘어 세포 대사 시스템 자체를 복구하는 방식의 류마티스관절염 치료 가능성이 제시됐다.
가톨릭대학교 의과대학과 서강대학교 공동 연구팀은 미토콘드리아 이식을 통해 난치성 류마티스관절염에서 자가포식 기능을 정상화하고 관절 활막세포와 면역세포를 동시에 조절하는 치료 효과를 확인했다고 20일 전했다.
이번 연구는 가톨릭대학교 의과대학 병리학교실 조미라 교수와 서강대학교 화공생명공학과 강태욱 교수가 공동 교신저자로 참여했고, 가톨릭대학교 의과대학 병리학교실 이아람 박사가 제1저자를 맡았다. 연구팀은 류마티스관절염의 핵심 병인 가운데 하나인 활막세포의 미토콘드리아 기능 부전에 주목해 새로운 치료 접근을 시도했다.
류마티스관절염은 자가면역성 면역세포와 활막세포의 비정상적 증식, 만성 염증으로 인해 연골이 손상되고 관절이 변형되는 난치성 자가면역질환이다. 현재 사용되는 메토트렉세이트와 비스테로이드성 항염증제는 염증 완화에는 효과가 있지만 병인세포를 선택적으로 조절하지 못해 장기 복용 시 간 독성이나 위장관 출혈 등의 부작용 우려가 있고, 근본적 치료에는 한계가 있다는 점이 지적돼 왔다.
연구팀에 따르면 류마티스관절염 환자의 활막세포에서는 미토콘드리아가 팽창하거나 구조적으로 변형되면서 에너지 생산 능력이 현저히 떨어진 상태가 확인됐다. 미토콘드리아 기능이 저하되면 ATP 생성이 감소하고, 이로 인해 세포 내 노폐물 처리에 관여하는 리소좀 기능이 마비되면서 자가포식이 정상적으로 작동하지 않게 된다. 이 과정에서 누출된 미토콘드리아 DNA는 CGAS-STING1 신호를 과도하게 활성화시키고, 염증성 세포 사멸인 네크로톱시스를 유도해 질환 악화를 부추기는 것으로 나타났다.
연구팀은 손상된 활막세포에 건강한 미토콘드리아를 이식한 결과 ATP 생산량이 증가하고 리소좀과 자가포식 기능이 회복됐다고 설명했다. 동시에 과도하게 활성화된 CGAS-STING1 신호가 억제됐고, 네크로톱시스 관련 인자도 감소했다. 연구팀은 이를 두고 외부에서 주입된 건강한 미토콘드리아가 세포의 에너지 대사 시스템을 복구하면서 염증의 근본 원인을 차단한 결과로 해석했다.
전임상 동물모델인 CIA 마우스 실험에서도 치료 효과가 확인됐다. 연구팀은 미토콘드리아 이식이 관절염 지수를 크게 낮추고, 연골 파괴와 염증세포 침윤을 현저히 억제했다고 밝혔다. 또 염증을 유도하는 Th17 세포는 줄고 면역 조절 기능을 맡는 Treg 세포는 증가해 무너진 전신 면역 균형 회복에도 도움이 되는 것으로 분석됐다.
이 같은 효과는 실제 류마티스관절염 환자 활막세포에서도 재현됐다. 연구팀은 여기에 서강대학교 강태욱 교수팀과 협력해 금 나노입자를 결합한 하이브리드 기술도 개발했다. 이 기술은 미토콘드리아의 에너지 생산 효율을 높이고 이식 이후 기능적 안정성을 강화하는 방식으로, 미토콘드리아 이식 치료의 효능을 끌어올리는 데 초점을 맞췄다.
조미라 교수는 “이번 연구는 류마티스관절염에서 관절의 병인 면역세포와 활막세포의 대사 이상을 미토콘드리아 조정을 통해 바로잡을 수 있음을 확인했다”며 “특정 염증 인자를 억제하는 데 그치는 것이 아니라 세포의 대사 엔진 자체를 정상화해 자생력을 회복시키는 근본적 치료 가능성을 제시했다”고 말했다.
