벨기에 연구진이 천식과 연관이 있는 샤르코-라이덴 결정(Chatcot Lyeden crystal, CLC)에 대한 비밀을 풀어냈다.
벨기에 생명과학연구소 VIB, 겐트대학교, 겐트대학병원, 생명공학기업 아르젠엑스(Argenx)의 연구진은 이 단백질 결정의 존재와 관련해 한 세기 이상 동안 이어져온 수수께끼를 해결했다고 밝혔다.
샤르코-라이덴 결정은 1853년에 천식 환자의 기도에서 처음 발견됐으며 갈렉틴10(galectin-10)이라는 단백질로 이뤄진 것으로 알려졌다.
갈렉틴10은 염증 반응과 연관된 호산구에서 가장 흔한 단백질 중 하나다. 이 단백질은 보통 체내에서 결정화되지 않는데 일부 질환에서는 결정화가 발생한다.
샤르코-라이덴 결정은 천식, 기관지염, 알레르기 비염, 비부비동염 같은 다양한 만성 알레르기 및 염증성 질환에서 관찰된다.
지금까지 샤르코-라이덴 결정은 크게 주목되지 않았으며 질병과의 연관성도 규명되지 않았었다. 이번에 벨기에 연구진은 이 결정이 기도 점액에서 매우 흔하며 면역체계를 자극하고, 천식환자의 기도에서 종종 발견되는 변형된 점액 생산과 염증을 촉진한다는 사실을 증명했다.
연구진은 갈렉틴10의 3차원 구조를 원자 수준으로 규명하기 위해 환자 유래 결정을 이용했다. 이를 통해 실험적으로 생성된 CLC가 환자 유래 CLC와 동일하다는 것을 확인했다.
연구진은 갈렉틴10이 결정 상태일 때만 완전한 면역 반응을 유도한다는 점을 알아냈다.
용액 상태에서 갈렉틴10은 무해했다. 샤르코-라이덴 결정에서 결정형 갈렉틴10은 천식 환자에서 가장 큰 문제 중 하나인 변형된 점액 생성을 포함해 천식의 주요 특징을 유발시키는 것으로 분석됐다.
이후 연구진이 천식 특징을 감소시키기 위해 이 결정을 용해시킬 수 있는 항체를 개발하는데 성공했다. 항체 개발에는 아르젠엑스가 참여했다. 이 항체는 페트리 접시에서 수분 이내에 CLC를 용해시켰다.
또한 천식 쥐 모델에 대한 실험에서 항체를 사용했을 때 폐 염증, 폐 기능 변화, 점액 생성 면에서 큰 감소 효과가 나타났다. 이 항체는 단백질 결정을 되돌리고 천식과 기도의 다른 만성 염증질환을 치료하는 최초의 치료제가 될 가능성이 있다.
VIB와 겐트대학교의 바트 람브레흐트 교수는 “우리의 연구 결과는 예상하지 못했지만 매우 명확했다. 항체가 환자의 점액에서 흔하게 관찰되는 CLC를 빠르게 용해시킬 수 있는 것으로 나타난 점에 매우 놀랐다”고 밝혔다.
이어 “더 많은 연구가 필요하기는 하지만 쥐 실험 자료는 이 항체가 천식 환자의 폐에서 과도한 염증과 점액 축적을 감소시키는 매우 효과적인 방법이 될 수 있다는 것을 보여준다. 기도에서 점액 축적을 표적으로 하는 치료제가 아직 없는 상황이라는 점을 고려할 때 이 항체가 이 질환의 치료 판도를 바꾸는 게임체인저가 될 수 있을 것이라고 보고 있다”고 덧붙였다.
이러한 연구 자료는 세계적인 학술지 사이언스(Science)에 24일(현지시간) 게재됐다.
