상지대 이상석 교수 연구팀, 마이크로니들 패치 개발

상지대학교(총장직무대행 유만희) 디지털헬스케어학과 이상석 교수 연구팀은 자성나노입자에 항체를 접합한 면역치료제 피부투여 약물전달 기능을 갖는 ‘COVID-19 및 자가면역결핍 만성 질환자 치료용 마이크로니들 패치’를 개발했다고 29일 밝혔다.

이상석교수 연구팀은 2020년도부터 COVID19 치료제 개발 연구를 시작한 이후 항CD3 단클론항체(mAb)와 자성나노입자(MNPs)를 결합한 복합체를 기반으로 하는 자가면역결핍 만성 질환자 치료용 면역치료제를 개발했다. 

CD3 항체는 T 세포 매개 염증을 완화하는 데 매우 중요한 내성 유도에 중추적인 역할을 한다. mAb와 접합된 덱스트란 코팅된 MMPs는 염증 내성을 유도할 수 있다. 

mAb-NMPs의 접합 구조 특성을 투과 및 주사 현미경 사용해 관찰했고, 그 분포를 나노입자추적기를 사용해 평가됐다.

In vitro 및 in vivo 연구에서 mAb-NMPs 면역치료 물질이 무독성 및 생체 적합성으로 확인됐다. 

마우스 염증 모델에서는 활성화된 T 세포 매개 과잉염증 억제용 면역치료의 효능을 테스트하고 입증했다.

경피 내 mAb-NMPs 약물전달용 스탬프 패치와 마이크로니들 패치로 콘카나발린 A(ConA) 유도 사이토카인(IFN-γ, IL-6) 과잉분비가 성공적으로 억제됨을 검증했다. 

mAb-MNPs 면역치료제는 생분해성 히알로론산 마이크로니들 패치에 탑재되어 진피 층내 모세혈관으로 투여할 수 있도록 했으며, MNPs가 가지는 자기적 특성의 장점을 활용하여 생체내 치료하고자 하는 곳에 정량의 약물을 정확하게 전달되도록 유도할 수 있는 장점을 지니고 있다.

이상석 교수 연구팀은 "이번 mAb-MNPs 접합체 연구결과는 T 세포 매개 병리학과 관련된 장기이식 및 COVID-19와 같은 과염증으로 인한 자가면역 결핍 환자 대상으로 한 치료 의약품 개발의 유용성을 보여줬다”며 “앞으로 국내 의약품 개발 업체 연구소와 영국의 케임브리지대학교 글로벌 바이오 제약회사를 비롯한 해외 의약품 연구소와 공동 연구개발을 통해 사업화를 위한 임상시험까지 계획하고 있다”고 전했다.

이번 연구는 Antibody-Conjugated Magnetic Nanoparticle Therapy for Inhibiting T-Cell Mediated Inflammation 학제 간 과학 분야 오픈 액세스 상위 국제저널인 Advanced Science, IF 15.1에 2023년 12월31일 온라인에 게재됐다.

상지대 박사후연구원인 Mahbub Hasan 박사가 제1저자로 참여하고, 최종구 박사, Hafeza Atker박사, 서울의대 학부생 강하성 학생, 상지대 동물자원학과 안미정 교수가 공동저자로 참여했다. 

원주=박하림 기자 hrp118@kukinews.com