일본 나노의료이노베이션센터(iCONM)와 도쿄대 공동 연구팀이 혈액뇌관문을 통과할 수 있는 나노머신(nanomachine)을 제작, 뇌질환 치유 약물을 뇌에 보다 효율적으로 전달할 수 있을 전망

 

- 나노머신은 약물이 체내 병소에 정확하게 도착해 질환을 치료할 수 있도록 지원하는 0.1~100nm 정도 크기의 초미세 장치

- 인간을 비롯한 고등생물의 혈관망에는 혈액뇌관문이라는 장벽이 존재

- 혈액뇌관문은 이물질이 뇌에 들어갈 수 없게 제어함으로써 뇌를 보호하나, 이 과정에서 뇌에 약물을 전달하는 활동 역시 억제하기 때문에 뇌 질환을 치료하는 약물의 효과가 경감

- 그 결과, 예를 들어, 알츠하이머 증상 치료에 널리 사용되는 저분자 약물 ‘도네피질(donepezil)’의 경우 뇌 내 집적량이 투여량의 0.1%에도 미달하면서 약물의 효과가 충분히 발휘되지 못하고 있는 상황

- 그러나 이러한 혈액뇌관문을 형성하는 뇌혈관 내피세포는 뇌가 에너지로 사용하는 글루코스(glucose)는 특별하게 전달하는 성질을 보유

- 이에 따라 지금까지 전 세계 의료계에서는 약물을 글루코스에 결합시켜 뇌에 전달하는 방법론이 연구되어 왔지만 아직 성공하지 못한 상태

 

- iCONM와 도쿄대 공동 연구팀이 개발한 나노머신은 직경이 30nm로, 글루코스를 세포막에 넣어 세포내에 이입시키는 단백질인 글루코스 트랜스포터(glucose transporter)의 위치를 인식하는 능력을 보유

- 공동 연구팀은 글루코스 트랜스포터가 글루코스의 농도에 반응해 작동한다는 사실에 주목, 외부 자극을 이용해 글루코스를 세포에 계속 주입하면서 나노머신이 혈액뇌관문을 통과하도록 시도

- 공동 연구팀은 이 나노머신을 쥐에 삽입하고 글루코스 용액을 투여한 결과, 투여량의 6% 정도가 뇌에 도달함이 확인됐는데, 이 비율은 기존 나노머신에 비해 100배 이상 높은 수치

- 뇌에 약물을 효과적으로 전달할 수 있는 이 나노머신은 항체의약과 핵산의약 기술 수준을 한 단계 더 높이면서 알츠하이머병 등 난치성 질환 치유에 큰 보탬이 될 것으로 기대 [QLifePro, 2017.10.23]