사이클로덱스트린 폴리머 나노입자의 장점 및 치료 효과를 보여주는 모식도(KAIST 제공)© 뉴스1

KAIST(총장 신성철)는 바이오및뇌공학과 박지호 교수 연구팀이 나노 기술을 이용해 죽상 동맥경화증 치료를 위한 체내 약물전달 기술을 개발했다고 27일 밝혔다.

죽상 동맥경화증이란 오래된 수도관이 녹슬고 각종 이물질이 가라앉아 들러붙으면 좁아지듯 혈관 안쪽에 콜레스테롤과 같은 지방질로 이뤄진 퇴적물인 `플라크'(plaque)가 쌓여 혈류 장애를 일으키는 만성 혈관염증 질환이다.
 

플라크가 혈관을 막게 되면 심근경색, 뇌졸중 등 심각한 병을 유발한다.

연구팀은 콜레스테롤과 결합하면 이를 녹일 수 있어 제거하기가 쉽다고 알려진 일종의 당 화합물인 `사이클로덱스트린(cyclodextrin)'을 연구에 사용했다.

연구팀은 사이클로덱스트린을 약 10nm(나노미터, 1nm=10억 분의 1m) 크기의 폴리머(polymer, 중합체) 나노입자 형태로 제조해 정맥 주입을 하면 기존 사이클로덱스트린보다 약 14배 효과적으로 플라크에 축적돼 보다 효과적으로 플라크를 제거할 수 있다는 결과를 얻었다.

연구팀은 또 사이클로덱스트린은 귀 내이의 유모세포(hair cell)를 손상시켜 청력손실을 일으킨다고 알려졌으나 이를 폴리머 나노입자 형태로 제조하면 체내분포양상을 변화시켜 귀 내이에 잘 축적되지 않기 때문에 청력손실을 방지할 수 있다는 사실을 알아냈다.

이 밖에도 사이클로덱스트린과 스타틴을 자기조립(self-assembly)을 통해 약 100nm 크기의 나노입자 형태로 제조해 정맥 주입하자 사이클로덱스트린은 플라크 내에서 콜레스테롤을 제거하며 스타틴은 혈관을 좁게 만들었던 주요 원인인 염증성 대식거품세포(macrophage foam cell)를 줄이는 현상을 찾아냈다.

이 같이 사이클로덱스트린과 스타틴의 동시 전달은 각각의 약물을 따로 전달했을 때보다 월등하게 효과적이다.

연구팀은 이러한 시너지 효과를 가질 수 있는 약물들을 이용한 복합치료(combination therapy)의 필요성을 강조했다.
 

박지호 교수(KAIST 제공)© 뉴스1

박지호 교수는 "이번 연구 결과를 계기로 평생 약물을 복용해야 하는 환자들의 삶의 질을 크게 개선할 수 있을 것으로 기대가 된다ˮ며 "종양 치료를 위해 주로 개발됐던 약물전달 나노 기술이 전 세계 사망원인 1위인 심혈관질환을 효과적으로 치료하는 데도 기여할 수 있다는 것을 보여준 연구라서 의미가 있다”고 말했다.

이번 연구는 한국연구재단과 KAIST의 지원을 받아 수행됐다.

KAIST 바이오및뇌공학과 졸업생 김희곤 박사가 제1 저자로 참여한 이번 연구 결과는 국제 학술지 `제어 방출 저널'(Journal of Controlled Release)과 `ACS 나노'(ACS Nano) 온라인 판에 각각 게재됐다.


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