과학계의 쾌거 광견병 바이러스 제거하는 나노입자 첫 개발

과학계의 쾌거 광견병 바이러스 제거하는 나노입자 첫 개발

과학계의 쾌거 광견병 바이러스 제거하는 나노입자 첫 개발

과학적 혁신이 답이다 국제 협력으로 촉진하는 장수 연구

김종승 고려대학교 화학과 교수 연구팀이 세계 최초로 광견병 바이러스(RABV)를 표적으로 삼는

나노테라노스틱(Nanotheranostic) 기술을 개발했다고 21일 발표했다.

나노테라노스틱은 질병의 진단과 치료를 동시에 수행할 수 있는 초미세 나노입자 기반 기술이다.

광견병은 중추신경계에 손상을 입혀 치명적인 증상을 일으키는 바이러스 질환으로, 치사율이 거의 100%에 달한다.

이에 연구팀은 광격학 치료법(PDT)을 이용한 광견병 치료에 주목했다.

특히, 현재까지 바이러스 감염 메커니즘이 명확히 규명되지 않아 효과적인 치료제가 없는 상황이다.

게다가 바이러스가 뇌에 도달한 경우 고용량 약물 투여가 필요해 독성 위험이 증가하는 문제도 있었다.

이에 연구팀은 광격학 치료법(PDT)을 이용한 광견병 치료에 주목했다.

PDT는 빛과 광감각제의 상호작용을 통해 병든 세포만 선택적으로 파괴하는 기술로, 광감각제는 특정 빛을 받아 활성산소를 생성하여 세포를 공격한다.

하지만 기존 PDT 기술은 한계점이 존재했다. 대부분의 빛은 신체 깊숙한 조직까지 도달하지 못하며

뇌를 보호하는 혈뇌장벽(BBB)이 있어서 광감각제를 포함한 약물이 뇌에 도달하기가 어려웠다.

이를 해결하기 위해 연구팀은 파장이 긴 이차 근적외선을 활용하여 중추신경계까지 도달 가능한 활성산소 반응을 유도하는 방식으로 한계를 극복했다.

이번에 개발된 나노입자는 혈뇌장벽을 통과할 뿐만 아니라, 광견병 바이러스 단백질만을 인식하고 결합할 수 있는 '앱타머'를 장착해 감염된 세포만 타겟팅할 수 있다.

앱타머는 특정 표적에 선택적으로 결합하는 DNA 또는 RNA 분자를 의미한다.

또한, 이 나노입자는 형광 신호를 방출하여 병원 부위를 고해상도로 실시간 관찰할 수 있는 기능도 갖추고 있다.

즉, 병든 세포를 탐지하고 관찰하며 치료를 동시에 수행할 수 있는 기술이다.

연구팀은 새롭게 개발한 나노입자를 사용해 광견병 바이러스에 감염된 신경세포를 선택적으로 제거하는 데 성공했으며

높은 치료 효과와 안전성을 확인했다고 밝혔다.

특히, 이번 연구가 이차 근적외선과 바이러스 단백질을 접목한 세계 최초의 사례라는 점에서 의의를 갖는다.

김종승 교수는 "이번 연구는 치명적인 뇌 감염 질환인 광견병을 안전하고 정밀하게 치료할 수 있는 새로운 가능성을 제시했다"며

"빛을 활용한 중추신경계 치료 기술 발전의 중요한 전환점이 될 것으로 기대된다"고 전했다.

이 연구 성과는 국제 학술지 '미 화학회지(Journal of the American Chemical Society, JACS)'의 11월 2일자 온라인 판에 게재되었다.