한-미 공동연구진, 코로나19 폐 손상 억제 ‘차세대 나노약물’ 기술 개발

지질나노입자 기반 정밀 면역세포 표적 기술, 중증 폐 염증 효과적 억제

공동연구팀 사진. ©한국보건산업진흥원

한-미 국제 공동 연구를 통해 코로나19 감염으로 인한 폐 염증과 조직 손상을 효과적으로 억제할 수 있는 차세대 나노약물 전달 기술을 개발하는데 성공해 주목을 받고 있다.

한국보건산업진흥원(원장 차순도)은 성균관대학교 융합생명공학과 박우람 교수 연구팀과 미국 하와이대학교 연구팀이 코로나19 감염 시 과도하게 활성화돼 폐 손상을 유발하는 면역세포 호중구만을 정밀하게 억제할 수 있는 신개념 지질나노입자(LNP) 기술을 개발했다고 9일 밝혔다.

이번 연구의 핵심은 코로나19 중증 진행의 주요 원인으로 알려진 호중구 세포외덫(NET)의 형성을 효과적으로 차단해 염증과 폐 손상을 억제하는 것이다. 

코로나19 증상이 악화되는 현상 중 하나는 면역세포인 호중구가 과도하게 활성화되면서 호중구 세포외덫(NET)을 형성하고, 그 과정에서 정상 폐조직까지 손상시켜 중증 폐 염증을 유발하는 것이다. 기존의 호중구 세포외덫(NET)을 억제시키는 치료제는 분해속도가 빨라 약효 지속시간이 짧고, 표적 전달 효율성이 낮아 실질적인 치료 효과는 한계가 있었다.

국제 공동연구팀은 이 문제를 해결하기 위해 코로나19 감염 마우스 동물모델을 활용해 폐 조직 내 호중구만을 선택적으로 표적할 수 있는 지질나노입자(LNP)를 개발하고 이를 통해 호중구 세포외덫(NET) 억제제를 폐 내 호중구에 정확하게 전달하는 데 성공했다.

해당 개발 기술은 기존 약물 대비 10분의1 수준의 용량으로도 뛰어난 효과를 나타냈으며 폐 염증, 조직 손상 등 코로나19 감염으로 인한 피해를 현저히 줄이는 결과를 얻었다.

본 연구의 책임자인 성균관대 박우람 교수는 “이번 연구는 한국과 미국 연구진이 함께 협력해 폐 호중구를 정밀 표적함으로써 코로나19 및 다른 호흡기 질환의 세포외덫 관련 합병증을 최소한의 부작용으로 효과적으로 제어할 수 있음을 보여준 최초의 사례”라며 “향후 다양한 면역 조절제를 폐의 특정 세포에 전달하는 등의 연구 확장 가능성이 커, 국제적 협력 연구를 통해 임상 적용 가능성을 더욱 높일 계획”이라고 밝혔다.

이번 연구는 보건복지부와 보건산업진흥원이 추진하는 ‘글로벌연구협력지원사업’을 통해 2023년 7월부터 지난해 12월까지 수행됐으며, 약물전달 분야의 최상위 저널인 저널 오브 컨트롤드 릴리즈(Journal of Controlled Release)에 오는 10일 게재될 예정이다.