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KAIST, 혈관 내 플라크 제거 기술 개발…동맥경화 치료 효과 높여

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등록 2020-05-27 18:28:41
박지호 교수팀, 나노기술로 새 약물전달 기술 개발
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[대전=뉴시스] 사이클로덱스트린-스타틴 나노입자의 시너지 치료 효과를 보여주는 모식도.
[대전=뉴시스] 김양수 기자 = 국내 연구진이 동맥경화증을 효과적으로 치료할 수 있는 혈관 내 플라크 제거기술을 개발했다.
 
KAIST는 바이오및뇌공학과 박지호 교수 연구팀이 나노기술을 이용해 죽상 동맥경화증(atherosclerosis) 치료를 위한 체내 약물전달 기술을 개발했다고 27일 밝혔다.

죽상 동맥경화증은 혈관 안쪽에 콜레스테롤과 같은 지방질로 이뤄진 퇴적물인 '플라크(plaque)'가 쌓여 혈류 장애를 일으키는 만성 혈관염증 질환이다. 플라크가 혈관을 막게 되면 심근경색, 뇌졸중 등 심각한 병을 유발한다.

KAIST 바이오및뇌공학과 졸업생 김희곤 박사가 제1 저자로 참여한 이번 연구 결과는 국제 학술지 '제어 방출 저널(Journal of Controlled Release)' 3월 10일자, 'ACS 나노 (ACS Nano)' 4월 28일자 온라인판에 각 게재됐다.(논문명:Cyclodextrin polymer improves atherosclerosis therapy and reduces ototoxicity / Affinity-Driven Design of Cargo-Switching Nanoparticles to Leverage a Cholesterol-Rich Microenvironment for Atherosclerosis Therapy)

일반적으로 약물치료의 경우 대표적 고지혈증 약물인 스타틴(statin)을 경구투여하지만 이 방법은 혈액 내 콜레스테롤 농도를 낮춰 콜레스테롤이 플라크에 쌓이는 것을 억제하기엔 효과적이나 이미 형성된 플라크를 제거하는 데에는 한계가 있어 평생 스타틴을 복용해야 한다.

연구팀은 문제 해결을 위해 콜레스테롤과 결합해 녹일 수 있다고 알려진 일종의 당 화합물인 '사이클로덱스트린(cyclodextrin)'을 활용했다.

박 교수팀은 사이클로덱스트린을 약 10㎚(나노미터) 크기의 폴리머(polymer·중합체) 나노입자 형태로 제조, 정맥 주입을 하면 기존 사이클로덱스트린보다 약 14배 효과적으로 플라크에 축적돼 손쉽게 플라크를 제거할 수 있다는 결과를 얻었다.

연구팀은 또 사이클로덱스트린은 귀 내이의 유모세포(hair cell)를 손상시켜 청력손실을 일으킨다고 알려졌으나 이를 폴리머 나노입자 형태로 제조하면 체내분포양상을 변화시켜 귀 내이에 잘 축적되지 않기 때문에 청력손실을 방지할 수 있다는 사실도 알아냈다.

이와 함께 사이클로덱스트린과 스타틴을 자기조립(self-assembly)을 통해 약 100㎚ 크기의 나노입자 형태로 제조, 정맥 주입하자 사이클로덱스트린은 플라크 내에서 콜레스테롤을 제거하며 스타틴은 혈관을 좁게 만들었던 주요 원인인 염증성 대식거품세포(macrophage foam cell)를 줄이는 현상도 찾아냈다.

연구팀은 이같이 사이클로덱스트린과 스타틴의 동시 전달은 각각의 약물을 따로 전달했을 때보다 월등하게 효과적이기 때문에 시너지 효과를 가질 수 있는 약물들을 이용한 복합치료(combination therapy)의 필요성을 제시했다.

박지호 교수는 "이번 연구 결과를 계기로 평생 약물을 복용해야 하는 환자들의 삶의 질을 크게 개선할 수 있을 것으로 기대가 된다"며 "종양 치료를 위해서 주로 개발되었던 약물전달 나노기술이 세계 사망원인 1위인 심혈관질환을 효과적으로 치료하는 데도 기여할 수 있음을 보여준 연구"라고 말했다.


◎공감언론 뉴시스 kys0505@newsis.com
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