1980년대에 HIV 바이러스가 발견된 이후, 이 질병에 걸린 사람들의 전망은 크게 향상되었다. 바이러스의 내성 진화를 방지하기 위한 여러 약물의 혼합을 포함하여 항레트로바이러스(ARV) 약물의 최신 발전으로 치료를 계속 받는 환자는 이제 양성 반응을 보인 후에도 길고 건강한 삶을 기대할 수 있으며 나중에 에이즈로 진행될 위험이 매우 낮다.
과제: 그럼에도 불구하고 ARV 치료는 여전히 환자의 삶의 질에 항상 비용을 부과한다. 혈액 내 HIV를 억제할 수 있을 만큼 높은 수준의 약물을 유지하려면 엄격한 치료 계획을 따라야 한다. 각 약물에는 서로 다른 용량과 투여 빈도가 필요하다.
많은 사람들에게 이러한 복잡한 치료 일정을 지속적으로 추적해야 하는 필요성은 스트레스를 주고 힘들며 자신의 상태를 지속적으로 상기시키는 역할을 한다.
하이드로겔: 미국 화학 학회지(Journal of the American Chemical Society)에 발표된 새로운 연구에서는 HIV 치료를 전달하는 훨씬 더 미묘한 접근 방식의 가능성을 설명한다. 존스 홉킨스 대학의 의 홍강 추이(Honggang Cui)와 동료들은 연구에서 주사 가능한 하이드로겔을 사용하여 ARV 약물이 혈류로 직접 전달될 수 있는 방법을 설명한다.
생물학적 조직과의 유사성 때문에 의학에서 널리 사용되는 하이드로겔은 다량의 물을 흡수하고 유지하는 폴리머 사슬의 3D 네트워크로 구성된다.
실험: 추이 팀은 HIV 바이러스 복제를 억제하는 데 사용되는 주요 ARV 약물인 라미부딘을 기반으로 일련의 특수 분자를 설계했다. 이 분자들은 물을 끌어당기는 부분과 물을 밀어내는 부분의 조합을 특징으로 하며, 이는 적절한 조건 하에서 자발적으로 스스로 조립하여 3D 하이드로겔을 형성하게 한다.
혈류 내부에 주입되면 물질은 점차적으로 라미부딘의 개별 분자로 다시 용해된다.
연구진은 하이드로겔을 생쥐의 피부 아래에 직접 주사한 후 다음 몇 주 동안 혈류 내 라미부딘 수치를 모니터링했다. 그들이 바라던 대로, 하이드로겔은 42일에 걸쳐 예측 가능하게 꾸준히 용해되었으며, 쥐들은 눈에 띄는 부작용을 거의 경험하지 않았다. 그 기간 동안 라미부딘은 효과적인 ARV 치료를 지속할 수 있을 만큼 혈액 내 충분히 높은 수준을 유지했다.
약물이 함유된 하이드로겔의 확대 사진. 이미지 출처: Wang et al. 2023
새로운 치료법으로의 길: 결과는 매우 유망하며, 하이드로겔 기반 치료법이 그리 멀지 않은 미래에 인간 실험으로 진행될 만큼 충분히 안전할 수 있음을 시사한다.
더 나아가 추이 팀은 훨씬 더 발전된 하이드로겔이 동시에 여러 가지 ARV 약물을 전달하도록 프로그래밍될 수 있다고 제안한다. 즉, 서로 다른 분자가 서로 다른 속도로 용해되어 서로 다른 약물의 적절한 복용량을 전달하도록 하는 것이다.
실현된다면 이러한 하이드로겔은 몇 주에 한 번씩만 주사하면 되기 때문에 환자는 혼란스러운 치료 일정을 추적하는 것에 대해 걱정할 필요가 없다.
더욱이 연구자들은 HIV와 함께 흔히 나타나는 B형 간염을 포함한 다른 질병을 치료하기 위해 새로운 하이드로겔을 개발할 수 있다고 제안한다.
임상시험이 그 어느 때보다 가까워졌을 수 있지만, 팀의 접근 방식은 전통적이고 입증된 ARV 치료법의 대안으로 FDA 승인을 받기까지는 아직 멀었다. 그럼에도 불구하고 그들은 하이드로겔 기반 치료법이 언젠가 전 세계적으로 수백만 명의 일상 생활을 개선하는 데 도움이 될 수 있기를 희망하고 있다.
