한미 연구팀, 코로나19 폐 손상 막는 나노 기술 개발

(위 왼쪽부터 시계방향으로) 박우람 성균관대 교수, 사구나 베르마 미국 하와이대 교수, 박주원 교수, 박주동 성균관대 박사과정생, 스테파노스 지안나코풀로스 하와이대 박사, 신하은 박사. 한국보건산업진흥원 제공.

신종 코로나바이러스 감염증(코로나19)으로 폐에 염증이 생기거나 폐 조직이 손상되는 것을 억제할 수 있는 차세대 나노약물 전달 기술이 개발됐다. 

한국보건산업진흥원은 박우람 성균관대 융합생명공학과 교수 연구팀이 미국 하와이대 연구팀과 코로나19 감염 시 폐 손상을 유발하는 면역세포 호중구를 정밀하게 억제할 수 있는 신개념 지질나노입자(LNP) 기술을 개발했다고 9일 밝혔다. 호중구는 세균이나 바이러스와 가장 먼저 싸우는 대표적인 면역세포로 과도하게 활성화되면 정상 조직을 손상시킬 수 있다. 

이번에 개발된 기술의 핵심은 코로나19 중증 진행의 주요 원인으로 알려진 호중구 세포외덫(NET) 형성을 효과적으로 차단해 폐 염증과 폐 손상을 억제하는 것이다. 호중구 세포외덫은 호중구가 세균이나 바이러스를 잡기 위해 세포 밖으로 뿌리는 그물망 형태의 DNA 및 단백질을 의미한다.  

호중구가 과도하게 활성화돼 호중구 세포외덫이 형성되면 정상 폐 조직까지 손상돼 중증 폐 염증이 발생하고 코로나19 증상이 악화될 수 있다. 기존 호중구 세포외덫 억제 약물은 분해 속도가 빨라 약효 지속시간이 짧고 표적 전달 효율성이 낮아 치료에 한계가 있었다. 

연구팀은 폐 조직 내 호중구만 선택적으로 표적할 수 있는 지질나노입자를 개발했다. 쥐 실험에서 지질나노입자가 정확히 호중구로 전달됐다. 

연구팀의 기술은 기존 약물 대비 10분의 1 용량으로도 뛰어난 효과를 냈다. 폐 염증, 폐 조직 손상 등 코로나19 감염으로 인한 피해를 현저히 줄이는 결과를 보였다. 

박우람 교수는 “이번 연구는 한국과 미국 연구진이 함께 협력해 폐 호중구를 정밀 표적함으로써 세포외덫 관련 합병증을 최소한의 부작용으로 효과적으로 제어할 수 있음을 보여준 최초 사례”라며 “국제적 협력 연구를 통해 임상 적용 가능성을 더욱 높일 계획”이라고 말했다. 연구 결과는 국제학술지 ‘저널 오브 컨트롤드 릴리즈’에 10일 게재될 예정이다.

[문세영 기자 moon09@donga.com]