UNIST '혈액세포막-자성나노입자' 개발
백혈구·적혈구가 병균 붙잡는 원리 이용
자성나노입자를 자석으로 몸밖으로 빼내
실험쥐에 적용한 결과 코로나19도 제거

혈액세포막-나노자성입자 치료법은 자성나노입자를 혈액세포막을 감싼 입자(오른쪽 아래 파란색 그림)을 체외에서 순환하는 환자의 혈액에 넣고 반응시켜서, 각종 세균과 바이러스 감염원을 포획한 뒤에 자석으로 꺼내는 방법이다. UNIST 제공

[파이낸셜뉴스] 울산과학기술원(UNIST) 바이오메디컬공학과 강주헌 교수팀은 혈액 속에 있는 세균과 바이러스를 붙잡아 제거하는 혈액정화 치료법 개발했다. 연구진은 적혈구와 백혈구의 세포 표면에는 선천적으로 다양한 병원체와 결합해 인체를 보호하는 물질을 착안, '혈액세포막-자성나노입자'를 만들었다.

이 '혈액세포막-자성나노입자'를 실험쥐에 투여한 결과, 135종의 박테리아와 다양한 코로나19 바이러스를 제거했다. 제1저자인 박성진 연구원은 26일 "병원체를 포획한 자성나노입자는 혈액에서 완전히 제거된다"며 "치료 부작용을 최소화할 수 있어 면역 거부반응 등이 없이 치료될 것"이라고 설명했다.

이 치료법은 혈액세포막의 특성과 자성나노입자를 이용해 혈액에서 병원체를 제거해 '효과적이고 범용적'이다. 혈액세포막-자성나노입자가 체외에서 순환하는 환자의 혈액을 돌며 병원체를 포획하면 자석으로 꺼내서 몸 밖으로 내보내는 원리다. 이 치료법은 누구든 어떤 병원체이든 적용할 수 있다.

연구진은 실험쥐에 적용, 혈액세포막-자성나노입자가 혈액 내 병균 청소를 돕는 '옵소닌'과 상호작용해 병원체 제거 효과가 향상된 것을 밝혀냈다. 연구진은 기존 항생제로 치료가 어렵다고 알려진 '메티실린 내성 황색포도알균'과 '카바페넴 내성 대장균'에 테스트했다. 이들 세균에 감염된 쥐에 새로 개발한 혈액 정화 치료를 진행하자, 모두 생존에 성공했다. 또한 감염된 실험 쥐에 혈액 정화 치료를 연속적으로 진행하자 세균성 감염에 따라 폐나 신장에 침투했던 병원성 미생물의 농도도 줄어들었다. 치료 후 일주일이 지나자 면역 체계가 정상으로 회복됐다.

제1저자인 권세용 연구교수는 "연속적으로 혈액 정화 치료를 진행하면 병원성 감염에 의한 장기부전 치료에도 도움을 줄 것"이라고 말했다.

강주헌 교수는 "우리 몸이 선천적으로 가진 면역대응 원리를 모사해 많은 종류의 감염원인 물질을 사전 진단 없이 일괄적으로 제거할 수 있는 기술"이라고 설명했다. 이어서 "앞으로 발생할 수 있는 항생제 내성균 감염이나 새로운 감염병 유행에 신속하게 대응할 수 있는 차세대 감염병 치료 기술로 개발할 계획"이라고 말했다.

한편, 강주헌 교수는 UNIST 바이오메디컬공학과의 이민석, 장봉환, 악셀 이구즈만-세딜로 연구원과 함께 세계적 학술지 '스몰(Small)' 7일자에 발표했다.
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