전남대학교병원 최강호 교수와 화순전남대학교병원 박인규·정용연 교수 연구팀이 뇌졸중 발생 시 뇌 손상을 최소화하고 운동 능력을 획기적으로 회복할 수 있는 ‘차세대 정밀 나노 치료 기술’을 개발했다.
이번 연구 결과는 바이오공학 분야의 세계적 권위지인 ‘매티리얼즈 투데이 바이오(Materials Today Bio)’에 게재됐으며, 우수한 연구 성과를 인정받아 국가지정 생물학연구정보센터(BRIC)의 ‘한국을 빛내는 사람들(한빛사)’에도 소개됐다.
허혈성 뇌졸중은 뇌혈관이 막혀 발생하는 중증 질환으로, 막힌 혈류가 다시 통하는 재관류 과정에서 다량의 활성산소(ROS)가 생성돼 뇌신경세포가 파괴되는 치명적인 2차 손상을 유발한다. 기존 치료제는 뇌를 보호하는 강력한 장벽인 뇌혈관장벽(BBB)에 가로막혀 손상된 뇌 조직으로 약물을 전달하는 데 뚜렷한 한계가 있었다.
연구팀은 이러한 난제를 극복하기 위해 활성산소에 선택적으로 반응해 분해되는 ‘티오케탈(Thioketal)’ 기반의 나노전달체(PTC)를 독창적으로 설계했다. 이어 해당 전달체에 뇌 보호 및 항염증 효과가 있는 약물(아토르바스타틴·Atorvastatin)을 탑재해 활성산소가 집중적으로 발생한 뇌허혈 부위에 정밀하게 표적 전달하는 데 성공했다.
연구팀이 개발한 스마트 나노전달체(PTC-statin)의 가장 큰 혁신성은 ‘이중 작용(Dual-functional)’ 메커니즘에 있다. 이 나노전달체는 허혈 손상이 발생한 뇌 부위의 뇌혈관장벽을 원활하게 투과해 표적 부위에 약물을 방출함과 동시에, 세포를 파괴하는 활성산소 생성 자체를 억제하여 허혈 환경을 근본적으로 개선한다.
연구팀은 “이번에 개발한 반응성 나노전달체 플랫폼은 뇌졸중 치료의 오랜 과제였던 뇌혈관장벽 투과 한계를 극복하고, 허혈성 뇌병변 부위에 약물을 표적 전달함과 동시에 산화 스트레스를 직접 제거하는 혁신적인 접근법”이라며 “향후 급성 허혈성 뇌졸중은 물론, 활성산소가 관여하는 다양한 난치성 뇌질환의 정밀 맞춤 치료 시대를 앞당길 중요한 전환점이 되길 희망한다”고 밝혔다.
한편, 이번 연구는 한국연구재단 기초연구사업(중견연구)의 지원을 받아 수행됐다.
