이강택(왼쪽) GIST 화학과 교수.[GIST 제공]

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[헤럴드경제=구본혁 기자] 국내 연구진이 신경계 퇴행성 질환 치료제의 체내 투과 효율을 증가시킬 수 있는 나노운반체 기술을 개발했다.

광주과학기술원(GIST) 화학과 이강택 교수팀은 포항공과대학교(POSTECH) 데 란짓 연구부교수 연구팀과 공동으로 약물 전달 시스템과 알츠하이머병, 파킨슨병 등과 같은 퇴행성 신경 질환을 모니터링하기 위한 나노입자 기반 치료제 모델을 연구해 왔다.

최근 신경계 퇴행성 질환을 치료하기 위해 다양한 종류의 약물이 개발되고 있지만 ‘혈액-뇌 장벽(Blood-Brain Barrier, BBB)’을 투과해 중추신경계에 약물 효과를 전달하는 것은 매우 어렵다.

혈액-뇌 장벽은 뇌의 대사 활동과 신경 기능을 유지하는 데 중추적인 역할을 수행하고 있어 이 막을 손상시키지 않고 약물을 뇌까지 전달하는 것이 매우 중요하다.

연구팀은 고분자 나노운반체의 크기, 모양, 표면 전하 등 세 가지 중요한 요소가 혈액-뇌 장벽 투과 능력에 미치는 영향을 분석하고, 표적 전달을 달성하기 위해 나노입자 표면을 변형하는 데 사용되는 다양한 리간드의 역할도 평가했다.

BBB투과 및 약물 전달을 위한 고분자 나노운반체에서 현재까지 연구되어 온 요인들.[GIST 제공]

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효과적인 혈액-뇌 장벽 투과에 적합한 나노입자의 크기는 50~150 nm 범위, 표면 전하는 -1 ~ -45 mV 범위이며 막대형 나노운반체는 유체 흐름에 있을 때 동일한 부피의 구형 나노운반체에 비해 더 나은 혈액-뇌 장벽 투과를 나타내는 것으로 관찰됐다.

또한 항체, 압타머, 펩타이드 등과 같은 물질을 사용하면 고분자 나노운반체의 표면 변형을 통해 혈액-뇌 장벽을 구성하는 내피세포를 표적으로 하기 때문에 약물 손실을 최소화할 수 있는 것으로 판단했다.

이강택 교수는 “이번 연구는 신경계 퇴행성 질환의 약물 치료 효과를 극대화하기 위한 뇌 내 투과 효율을 높여 해당 질병의 치료제 개발에 새로운 방향성을 제시했다”면서 “잠재적인 염증 예방 및 임상 적용을 위해 나노전달체의 안전성에 대한 연구를 지속적으로 수행할 예정”이라고 덧붙였다.

한국연구재단 지원으로 수행된 이번 연구결과는 국제학술지인 ‘어드밴시스 인 콜로이드 & 인터페이스 사이언스’ 9월 26일 온라인 게재됐다.

nbgkoo@heraldcorp.com

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