뇌-혈관 장벽 넘는 분자로 치매 잡는다

치매는 여러 가지 요인으로 인한 뇌 손상으로 기억력, 사고력 등 인지기능이 급격하게 저하되는 상태를 말한다. 치매의 원인 중 70% 이상이 알츠하이머로 알려져 있다. 픽사베이 제공

알츠하이머나 파킨슨 같은 퇴행성 뇌 질환은 물론 뇌종양까지 뇌에 생기는 질병을 약물로 치료하기란 쉽지 않다. 바로 혈액-뇌 장벽(BBB) 때문이다. BBB는 뇌세포를 둘러싸 뇌혈관을 통해 외부 물질이 뇌에 침입하는 것을 막아주는 역할을 한다. 평소는 문제없지만 질병이 발생했을 때 뇌에 전달되어야 할 약물까지 막는다는 문제가 있다.

국내 연구진이 퇴행성 질환 치료제가 BBB를 통과할 수 있도록 돕는 나노 운반체 기술을 개발해 주목받고 있다.

광주과학기술원(GIST), 포스텍 공동 연구팀은 BBB는 손상하지 않고 체내 약물 투과 효율은 높일 수 있는 나노 운반체를 개발했다고 17일 밝혔다. 이번 연구 결과는 생명과학 분야 국제 학술지 ‘어드밴시즈 인 콜리드 앤드 인터페이스 사이언스’에 실렸다.

뇌-혈관 장벽은 평소 독성물질이 뇌에 침투하지 못하게 막는 역할을 하지만 질병이 생겼을 때 약물이 전달되지 못하게 막기도 한다. 뇌 모세혈관을 전자현미경으로 찍은 사진. 위키피디아 제공

BBB는 뇌 대사 활동과 신경 기능을 유지하는 데 중요하기 때문에 이 막을 손상하지 않고 약물을 뇌로 전달하는 것이 중요하다. 이 때문에 치료용 약물이 혈액-뇌 장벽으로 손쉽게 투과할 수 있는 방법을 찾는 연구가 활발하다.

연구팀은 고분자 나노 운반체의 크기, 모양, 표면 전하가 혈액-뇌 장벽 투과 능력에 미치는 영향을 분석했다. 그 결과 혈액-뇌 장벽 투과에 적합한 나노입자 크기는 50~150㎚(나노미터)이고 표면 전하는 –1~-45㎷(밀리볼트) 범위라는 사실을 확인했다. 또 막대 형태는 같은 구형 나노 운반체에 비해 더 효과적으로 BBB를 통과할 수 있다는 것도 밝혀냈다.

이와 함께 항체, 압타머, 펩타이드 같은 물질을 사용하면 약물 손실을 최소화하고 혈액-뇌 장벽 손상 없이 쉽게 통과할 수 있다는 점도 확인했다.

연구를 이끈 이강택 GIST 교수는 “이번 연구 결과는 퇴행성 신경 질환의 약물 치료 효과를 극대화하기 위한 뇌 내 투과 효율을 높여 새로운 치료제 개발 가능성을 제시했다는 것에 의미가 크다”라고 말했다. 이 교수는 “추가 연구를 통해 나노 전달체 안전성을 높여 염증 발생을 막고 임상에 활용하는 방법을 찾을 것”이라고 덧붙였다.

유용하 기자