UNIST “혈액에서 세균·바이러스 제거하는 치료법 개발”

'혈액세포막-자성나노입자'로 병원체 포획해 자석으로 회수

울산과학기술원(UNIST) 연구진이 혈액에서 바이러스와 같은 감염병 원인을 없애는 기술을 개발했다.

UNIST는 바이오메디컬공학과 강주헌 교수 연구팀이 자성나노입자 표면을 혈액세포막으로 감싼 ‘혈액세포막-자성나노입자’를 활용한 ‘혈액 정화 치료법’을 개발했다고 26일 밝혔다.

연구팀에 따르면 혈액세포막-자성나노입자를 체외에서 순환하는 환자의 혈액에 반응시키면 세균, 바이러스 등 병원체를 포획한 후 자석으로 꺼내 몸 밖으로 내보낼 수 있다.

적혈구나 백혈구 표면에는 병원체를 붙잡아 인체를 보호하는 특성이 있는데, 이를 이용해 기능성 자성나노입자를 만든 것이다.

패혈증과 사이토카인 폭풍(cytokine storm) 같은 과도한 면역반응은 사람을 죽음에 이르게 할 수 있는데, 여기에 대응할 항생제와 항바이러스제, 백신 등이 개발됐지만 슈퍼박테리아 출현이나 항생제 부작용, 코로나19와 같은 새로운 병원체까지 감당하기는 어렵다.

이 치료법은 어떤 환자나 병원체에도 적용할 수 있어 효과적이고 범용적이라는 장점이 있다.

다제내성균과 사람의 분변에 존재하는 다양한 박테리아 135종을 99% 제거할 수 있으며, 코로나바이러스 변이종들도 제거 가능하다고 연구팀은 설명했다.

연구팀은 쥐를 이용한 실험에서 기존 항생제로 치료가 어렵다고 알려진 메티실린 내성 황색포도알균과 카바페넴 내성 대장균의 치료 효과를 입증했다.

이들 세균에 감염된 쥐에 혈액 정화 치료를 진행하자 모두 생존에 성공했고, 치료 후 일주일이 지나자 면역 체계가 정상으로 회복됐다.

연구팀은 이 기술을 패혈증이나 중환자실 내 2차 세균 감염환자 치료에 병행하면 치료 효과가 클 것으로 기대하고 있다.

특히 중환자실 내 2차 항생제 내성세균 감염 사례가 늘고 있는 만큼, 코로나19 등으로 입원 중인 중환자의 치료와 관리에도 큰 도움을 줄 수 있을 것으로 보고 있다.

강주헌 교수는 “우리 몸이 선천적으로 가진 면역 대응 원리를 모사해 많은 종류의 감염원인 물질을 사전 진단 없이 일괄적으로 제거할 수 있는 기술”이라며 “앞으로 발생할 수 있는 항생제 내성균 감염이나 새로운 감염병 유행에 신속하게 대응할 수 있는 차세대 감염병 치료 기술로 개발할 계획”이라고 말했다.

연구 결과는 국제 학술지 ‘스몰'(Small) 온라인판에 7일 공개됐으며, 출판을 앞두고 있다.

연구 수행은 삼성전자미래기술육성센터와 UNIST의 지원으로 이뤄졌다.

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