치매약을 동물 대신 뇌 장벽 모방 칩으로 실험했다

UNIST, 생체환경 재현한 '장기칩' 개발해 최적의 약물 전달체 발굴
동물실험 대체한 장기칩… 정확한 생체모사로 약물 전달 방법 제시

뇌혈관. 게티이미지 제공

[파이낸셜뉴스] 울산과학기술원(UNIST) 바이오메디컬공학과 박태은·권태준 교수팀이 뇌 환경을 재현한 장기칩을 개발해 약물 실험에 성공했다.

연구진이 만든 장기칩은 쥐의 생체 세포를 배양해 혈액-뇌 장벽(BBB)을 재현했다. 이 장기칩으로 치료 약물의 투과율을 높일 수 있음을 입증한 것이다. 장기칩 기술이 동물실험을 대체해 간, 신장, 폐 등 다양한 장기에 특화된 표적치료제 개발에도 기여할 것으로 기대하고 있다.

이번 실험의 공동1저자인 김경하 연구원은 17일 "장기칩 기술이 인간의 생체 조직도 정확히 모델링할 가능성이 높음을 입증했다"며, "향후 약물 전달 시스템 연구에 새로운 가능성을 열 것으로 기대된다"고 말했다. 또 다른 공동1저자인 최정원 연구원은 "장기칩 기술이 생체 환경을 밀접하게 모방해 표적 기능을 가진 약물 전달체를 발견하는 데 강력한 도구로 활용될 수 있음을 보여준다"고 설명했다.

연구진은 손가락 두마디 크기의 혈액-뇌 장벽을 모방한 전통적인 트랜스웰 모델과 장기칩 모델을 만들어 약물을 실어 나르는 펩타이드(단백질) 실험을 비교했다. 그결과 기존의 트랜스웰 모델보다 훨씬 뛰어난 뇌혈관 투과 효율을 보였다.

연구진은 "장기칩 내부의 혈액이 혈관 벽을 따라 이동할 때 마찰력과 유사한 전단응력이 발생했기 때문에 가능했다"고 설명했다. 장기칩은 혈관 표면에 있는 당질층의 구조와 기능을 정확하게 재현했다. 결국 장기칩은 생체환경을 효과적으로 모사해 유효한 약물 전달 펩타이드를 발견하는 데 성공했다.

한편, 연구진은 장기칩을 개발해 약물 실험한 결과를 국제 학술지 'ACS 나노'에 발표했다.
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monarch@fnnews.com 김만기 기자