▲성균관대학교 화학과 이원화 교수(왼쪽부터), 글로벌바이오메디컬공학과 박천권 교수, 융합생명공학과 박우람 교수. 사진=성균관대
성균관대학교 연구진이 코로나19 후유증과 폐섬유화를 동시에 차단할 수 있는 신개념 폐질환 나노치료제를 개발하는데 성공했다.
성균관대는 이원화 화학과 교수 연구팀이 글로벌바이오메디컬공학과 박천권 교수, 융합생명공학과 박우람 교수, 영남대학교병원, 하와이주립대학교와 공동으로 폐 감염질환 치료의 새로운 해법을 개발했다고 16일 밝혔다.
이번 연구는 폐 감염시 증상을 악화시키는 면역세포의 과도한 반응을 차단하고, 동시에 폐섬유화까지 예방할 수 있는 혁신적인 나노입자 기술이라는 점에서 눈길을 끈다.
코로나19 회복 후에도 지속되는 만성 염증과 폐섬유화를 일으키는 '코로나 후유증'의 원인이 국내외 연구진에 의해 속속 밝혀지고 있다.
우리 몸의 면역세포인 호중구(백혈구의 일종)가 과도하게 활성화되면서 끈적한 그물 같은 구조물인 'NET(세포외 덫)'을 형성하는데, 이것이 폐에 쌓여 콜라겐 축적을 가속화하고 후유증을 진행시키는 것이다.
성균관대 공동연구팀은 이 문제에 주목해 NET을 제거하고 호중구의 과활성을 억제하는 새로운 나노기술을 개발했다.
연구팀이 개발한 치료법은 두 단계로 구성된다. 먼저 이미 생성된 NET을 분해하는 약물을 특수 나노입자에 코팅한 'NET 분해 나노입자'를 개발했다. 이 나노입자를 기도 흡입 방식으로 폐에 직접 전달하면 폐포 내 NET을 효과적으로 제거할 수 있다.
또한 NET 형성 자체를 억제하는 약물을 나노입자에 담고, 호중구만을 정확히 찾아가는 표적 항체를 결합한 다기능성 나노입자를 정맥주사로 투여해 호중구 과활성을 원천 차단하는 순차적 치료 전략을 제시했다.
이 나노입자를 폐 염증을 일으킨 실험용 쥐에 적용한 결과, 치료 효과가 뚜렷하게 나타났다. 이중 나노입자 치료를 받은 쥐들은 폐 조직의 콜라겐 축적과 근섬유모세포 활성이 현저히 줄어들었고, 폐의 유연성과 탄성 등 폐 기능 지표가 유의하게 회복되는 것을 확인했다.
나노입자의 치료 메커니즘을 명확히 밝혔다는 점도 성과로 꼽힌다. 염증과 섬유화에 관련된 세포 내 신호전달 과정과 조직 재구성 관련 경로가 억제돼 나노입자가 광범위한 염증·섬유화 반응을 조절하는 것으로 나타났다.
더욱 주목할 점은 실제 코로나19 환자에서 채취한 호중구를 활용한 실험에서도 치료 효과가 입증되었다는 것이다. 연구팀은 향후 코로나19 감염 모델을 포함한 추가 연구를 통해 나노입자의 안전성과 치료 효능을 본격적으로 검증할 계획이다.
이원화 성균관대 교수는 “이번 연구는 NET 제거와 호중구 과활성 억제를 통해 급성 염증과 만성 섬유화 과정을 동시에 차단하는 나노입자 기반의 이중 치료 전략"이라며 “폐섬유화증 등 후유증을 선제적으로 막을 수 있는 폐 감염질환 치료의 새로운 패러다임이 될 수 있다"고 설명했다.
이 연구는 보건복지부와 한국보건산업진흥원 및 한국연구재단(NRF)의 지원으로 수행되었으며, 생명공학 및 응용미생물학 분야 저명 국제학술지 '저널 오브 나노바이오테크놀로지' 2025년 5월 26일자에 게재됐다.
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