국내 연구진이 염증성 장 질환부터 면역치료까지 가능한 나노입자를 개발했다. 최근 서구화된 식습관, 유전 및 여러 환경요인으로 염증성 장 질환 환자가 늘고 있지만 효과적인 치료제 개발은 여전히 미흡한 상황이다.
이에 한국과학기술원(KAIST) 생명과학과 전상용, 조병관 교수연구팀은 입으로 먹으면 염증성 장에서 과도하게 활성화된 대식세포를 표적 제거할 수 있는 키토산-빌리루빈(Bilirubin) 나노입자를 개발했다고 21일 밝혔다.
빌리루빈은 헤모글로빈이 분해될 때 나오는 물질로 염증에서 발생하는 활성산소에 대해 강력한 환원력(scavenging effect)을 지닌다. 이 덕분에 항염증성 효과가 탁월해 약물로 개발하려는 시도가 지속되고 있지만 빌리루빈의 특성상 활용이 어려운 실정이었다.
연구팀은 빌리루빈을 체내, 특히 경구투여로 전달할 수 있도록 점막부착성과 수용성 성질을 동시에 지니는 저분자량 수용성 키토산(LMWC)과 결합해 키토산-빌리루빈 나노입자(LMWC-BRNPs)를 합성하는 데 성공했다.
연구팀은 키토산-빌리루빈 나노입자가 기존 염증성 장 질환 치료제보다 탁월한 장 기능 정상화 효과를 보였다고 강조했다.
나노입자가 염증성 대식세포에 흡수되면 이들의 활성을 저해해 장에 염증을 일으키는 염증성 사이토카인과 활성 산소종(ROS) 분비를 줄이고, 장내 면역 항상성을 되돌리는 효능을 보였다는 게 연구팀의 설명이다.
또 동물실험 결과 나노입자가 장내에 흡수되면 염증에 의한 장내 미생물 패턴 변화를 막아 염증성 박테리아 '튜리시박터'(Turicibacter)의 증식을 억제하고 세 가지 핵심 유산균인 '서터렐라'(Sutterella), '오실로스피라'(Oscillospira)', '락토바실러스'(Lactobacillus)의 수를 유지하는 것으로 나타났다. 본 나노입자가 단순히 염증만 저해하는 데 그치지 않고 우수한 나노의약으로 개발될 수 있다는 전망이다.
전상용 교수는 "이번 연구결과로 단순히 염증만 저해하는 기존 치료법을 뛰어넘는, 장내 미생물 환경을 효과적으로 조절 및 무너진 면역반응을 정상화하는 우수한 나노의약으로 개발될 수 있음을 제시했다"며 "나노입자 기반의 장 질환 치료법에 대한 새로운 가능성을 보여주었다"고 말했다.
이번 연구결과는 나노-재료공학 분야 저명 학술지 'ACS 나노(Nano)'에 게재됐다.
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