한미 연구진이 코로나19 감염에 따른 폐 손상을 억제할 수 있는 나노약물전달기술을 개발했다. 한국보건산업진흥원은 박우람 성균관대 융합생명공학과 교수 연구팀이 미국 하와이대 연구팀과 함께 코로나19 감염 시 폐 손상을 유발하는 면역세포인 호중구를 정밀하게 억제할 수 있는 신개념 지질나노입자(Lipid Nanoparticle, LNP) 기술을 개발했다고 9일 밝혔다.

백혈구의 일종인 호중구는 세균, 바이러스 등과 만나면 가장 먼저 싸우는 대표적인 면역세포로 과도하게 활성화되면 정상 조직을 손상시킬 수 있다.

코로나19 증상이 악화되는 현상으로는 면역세포인 호중구가 과도하게 활성화되면서 ‘호중구 세포외덫’(Neutrophil Extracellular Trap, NET)을 형성하고, 그 과정에서 정상 폐조직까지 손상시켜 폐 염증을 유발한다. 호중구 세포외덫은 호중구가 세균이나 바이러스를 잡기 위해 세포 밖으로 뿌리는 그물망 형태의 DNA 및 단백질을 의미한다.

기존의 호중구 세포외덫 억제 치료제는 분해 속도가 빨라 약효 지속시간이 짧고, 표적 전달 효율성이 낮아 실질적인 치료 효과에 한계가 있었다.

연구팀은 코로나19 감염 마우스 동물모델을 이용해 폐 조직 내 호중구만을 선택적으로 표적할 수 있는 지질나노입자를 개발하고, 호중구 세포외덫 억제제를 폐 내 호중구에 정확하게 전달하는 데 성공했다. 지질나노입자는 지방과 비슷한 물질인 지질로 만들어진 아주 작은 입자로, 약물이나 유전물질을 몸 속 세포에 안정적으로 전달하는 운반체 역할을 한다.

연구팀은 기존 약물 대비 10분의 1 수준의 용량으로 뛰어난 효과를 보였고, 폐 염증과 조직 손상 등 코로나19 감염으로 인한 피해를 현저히 줄이는 결과를 얻었다.   박우람 성균관대 교수(윗줄 왼쪽부터 시계방향), 사구나 베르마 미국 하와이대 교수, 박주원 교수, 박주동 성균관대 박사과정생, 스테파노스 지안나코풀로스 하와이대 박사, 신하은 박사   

연구책임자인 박우람 교수는 “이번 연구는 폐 호중구를 정밀 표적해 코로나19와 다른 호흡기 질환의 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.

이 연구결과는 약물전달 분야 국제 학술지 '저널 오브 컨트롤드 릴리즈’(Journal of Controlled Release, IF=10.5)에 ‘Lipid nanoparticles target neutrophils to reduce SARS-CoV-2-induced lung injury and inflammation’라는 논문으로 오는 10일 게재될 예정이다.