분자유전학실험실 (단국대학교 분자생물학과)



 이성욱 ( 2009-05-06 09:36:49 , Hit : 4961
 HIV약물을 효과적으로 전달하는 나노입자


KISTI 『글로벌동향브리핑(GTB)』 2009-05-04

  
생의학 공학자들은 나노입자를 이용하여 질내세포에 잠재적으로 치료용 RNA를 안전하게 전달하는 방법을 발견했다. 연구자들은 유사한 입자는 항-HIV RNA를 막을 수 있는 국소크림으로 만들 수 있다고 보고 있다. 예일대학의 마크 솔츠맨 (Mark Saltzman)과 동료들은 짧은 간섭 RNA (short interfering RNA, siRNAs)를 HIV와 접촉하는 질내세포에 좀더 잘 전달하는 방법을 개발하려고 했다. 이 짧은 조각으로 이루어진 RNA는 특정한 유전자를 억제하도록 만들어졌으며 HIV 유전자 저항성 siRNAs는 인간유전자를 삽입한 실험쥐에서 바이러스의 재생산을 막는다는 결과를 보였다. siRNAs를 세포로 전달하는 가장 일반적인 방법은 지질 (lipids)에 첨부하는 방법이지만 솔츠맨과 동료들은 비용이 많이 들고 독성이 생길 수 있다.

대신 연구자들은 수천 개의 siRNAs를 이미 미국 식약청에 의해 의학적인 사용이 허가된 나노크기의 생물학적으로 분해가능한 플라스틱으로 함께 전달하는 매우 간단한 방법을 발견했다. 이러한 나노입자는 HIV감염을 성관계 전에 막기 위해 젤 형태로 질에 바를 수 있도록 만들 수 있다. 솔츠맨은 “이러한 나노입자에 원하는 만큼의 siRNAs를 채울 수 있다는 사실은 놀랍다. 이것이 완전히 성공할 수 있을지 여부는 확실하지는 않다”고 말했다.

이 연구팀은 자연적으로 압축하는 물질인 스퍼미딘 (spermidine)과 siRNAs를 처음으로 섞을 수 있다는 사실을 발견했다. 이것은 siRNAs를 덩어리로 형성되고 이것은 직경 100나노미터의 다공성 플라스틱 입자에 피포된다. 솔츠맨과 그의 동료들은 이 약물전달 기술을 실험쥐에서 사용하여 연록 형광성 단백질 (green fluorescent protein, EGFP)의 생산을 중단시키는 결과를 얻었다. siRNAs로 채워진 나노입자는 유전자 조작을 통해 EGFP를 생산하는 암컷 실험쥐의 질에 분출될 때 연구팀은 형광성 단백질이 질내 세포에서 중단되는지 여부를 체크하여 이 약물이 작동하는지를 볼 수 있었다. 이 나노입자-전달시스템은 형광성 단백질 생산을 중단했을 뿐 아니라 전통적인 지질전달 시스템을 중단시킨다. 하지만 <Nature Materials>지에 발표된 논문에서 연구자들은 지질로 처리된 실험쥐는 질내 염증의 증상이 나타났지만 나노입자는 이러한 증상이 나타나지 않았다고 보고했다. 이 나노입자는 질내 조직 깊숙히까지 그리고 자궁까지 siRNAs를 확산시키는데 효과적이었으며 한 달에 걸쳐 천천히 siRNAs를 배출했다.

RNAi 치료법을 개발하고 있는 캘리포니아의 벡맨 연구소 (Beckman Research Institute)의 존 로시 (John Rossi)는 siRNAs의 전달기제는 많이 존재한다고 지적했다. 연구자들은 콜레스테롤에서 텅진 효모껍질까지 다양한 방법을 사용했다. 로시는 “하지만 아무것도 이상적인 전달방법이 아니었다”고 말했다. 일부 방법은 많은 양의 약물이 필요했으며 너무 비용이 높거나 의학적인 문제가 발생한 특정한 조직을 표적으로 하기에는 충분하지 않았다. 나노입자는 이에 대한 훌륭한 대안이 될 수 있을 것이라고 로시는 말하면서 “이것은 다른 방법보다 훨씬 좋은 방법이다”고 덧붙였다.

하지만 예일대학의 연구팀은 이 나노입자가 바이러스를 치료하는지 여부를 보여주지 못했다. 그래서 이것이 다른 살균제에 비해 얼마나 효과를 가져올지 알아내기 어렵다고 로시는 말했다. 하지만 항-HIV국소용 살균제의 사용이 가장 큰 목표가 된다. 그는 “이 방법은 매우 효과적이어야 한다”고 말했다. 다른 항-HIV 크림이 임상실험에서 그 효율성이 실패하고 있다 (GTB2009020472). 솔츠맨은 그의 나노입자를 이용하여 원숭이에게서 나타나는 HIV를 치료할 수 있는지 실험하고 있으며 그 결과는 긍정적이라고 말했다. 하지만 아직까지 해결해야 할 문제가 많다. 그는 “문제는 이 방법이 질병에 효과적이라는 점을 보여주어야 한다”고 덧붙였다.

출처: <네이처> 2009년 5월 3일
참고자료: Woodrow K.A. et al. ‘Intravaginal gene silencing using biodegradable polymer nanoparticles densely loaded with small-interfering RNA’, Nature Mater. advanced online publication doi: 10.1038/NMAT2444 (2009).








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