KAIST, 나노입자 기반 경구용 염증성 장 질환 치료제 개발

전상용·조병관 교수, 빌리루빈과 키토산의 장 점착성 특성 접목
시험통해 장벽 복원하고 면역세포 및 장내 미생물 정상화 확인

[대전=뉴시스] 점막부착성 키토산-빌리루빈 나노입자 연구도.(사진=KAIST 제공) *재판매 및 DB 금지

[대전=뉴시스] 김양수 기자 = KAIST는 생명과학과 전상용·조병관 교수 공동연구팀이 체내 항산화/항염증 물질인 빌리루빈과 자연계에 존재하는 양이온성 탄수화물인 키토산의 장 점착성 특성을 접목해 경구용 염증성 장 질환 치료제를 개발했다고 21일 밝혔다.

이는 경구투여 시 염증성 장에서 과도하게 활성화된 대식세포를 표적할 수 있는 키토산-빌리루빈 (Bilirubin) 나노입자다.

빌리루빈은 헤모글로빈이 분해될 때 나오는 물질로 염증에서 발생하는 활성산소에 강력한 환원력(scavenging effect)을 가져 항염증성 효과가 탁월하지만 임상 단계에서의 직접적인 활용은 어렵다.

연구팀은 빌리루빈을 체내(경구투여)로 전달할 수 있도록 점막부착성과 수용성 성질을 동시에 지니는 저분자량 수용성 키토산(LMWC)과 결합해 키토산-빌리루빈 나노입자(LMWC-BRNPs)를 합성하는 데 성공했다.

동물시험에서 키토산-빌리루빈 나노입자는 기존 염증성 장 질환 치료제로 사용되고 있는 비스테로이드 계열 항염증(NSAID) 약물인 아미노살리실리산(5-ASA)보다 탁월한 장 기능 정상화 효과를 보였으며 경구투여 시 점막층과의 정전기적 인력(Electrostatic interaction)으로 장벽 안으로 흡수돼 기존 경구용 치료제 대비 더 강력한 점막 부착성을 갖는 것으로 나타났다.

또 염증성 대식세포에 의해 흡수돼 이들의 활성을 저해시키고 면역 조절 T세포(Regulatory T cell) 비율을 조절해 망가진 장내 면역 항상성을 되돌리는 효능을 보였다.

이어 연구팀은 키토산-빌리루빈 나노입자가 장내 흡수 시 염증에 의해 유발되는 장내 미생물 패턴 변화를 막아 염증성 박테리아 중 하나인 '튜리시박터(Turicibacter)'의 증식을 억제하고 핵심 유산균인 서터렐라(Sutterella), 오실로스피라(Oscillospira), 락토바실러스(Lactobacillus)의 수를 유지하는 효능도 확인했다.

KAIST 생명과학과 아피아 박사과정생, 신종오 박사(현 캘리포니아대학교 샌디에이고캠퍼스 박사후 연구원)가 공동 제1 저자로 참여한 이번 연구는 나노-재료공학 분야 국제 학술지인 'ACS 나노(Nano)' 온라인판에 지난 5월 25일 게재됐다.(논문명: Bilirubin Nanomedicine Rescues Intestinal Barrier Destruction and Restores Mucosal Immunity in Colitis)

전상용 교수는 "단순히 염증만 저해하는 기존 치료법을 뛰어넘어 장내 미생물 환경을 효과적으로 조절하고 무너진 면역반응을 정상화할 수 있는 우수한 나노의약으로 개발될 수 있음을 제시했다"며 "나노입자 기반의 장 질환 치료법에 대한 새로운 가능성을 보여준 것"이라고 말했다.

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