화학과 이원화 교수 공동연구팀,

중증 ARDS 초기 대응 폐 표적 나노리포좀 개발

- 호중구 세포외 덫(NETs) 억제 및 항염증 효과로 중증 진행 예방 가능

우리 대학 화학과 이원화 교수 연구팀은 융합생명공학과 박우람 교수 연구팀, 영남대학교 병원 홍경수 교수 연구팀과의 공동연구를 통해 급성 호흡곤란 증후군(ARDS)에 효과적인 새로운 폐 표적 나노리포좀 기반 치료법을 개발했다고 발표했다. 연구팀은 양이온성 지질(DDAB)을 이용한 폐 표적 나노리포좀 구조에 호중구 엘라스타제(NE) 억제제(sivelestat)와 호중구 세포외 덫 (NETs)을 분해하는 효소(DNase-1)을 도입하여 신규 폐 표적 나노리포좀을 개발했다.

* ARDS: Acute respiratory distress syndrome, DDAB: Didodecyldimethylammonium bromide, NE: Neutrophil elastase, NET: Neutrophil extracellular trap

고위험 환자의 경우 코로나바이러스와 같은 중증 호흡기 질환에 감염되었을 때 ARDS로 진행될 가능성이 높으며, 이는 불량한 예후와 높은 사망률로 이어진다. 이원화 교수 연구팀은 중증 ARDS 초기 단계에서 발생하는 호중구의 과도한 면역 반응을 조절하기 위해, 호중구 세포외 덫 (NETs) 생성 및 분비된 NET과 그로 인한 염증 반응을 억제할 수 있는 나노리포좀을 개발했다.

연구팀은 급성 폐손상 동물 모델에서 나노리포좀이 폐 조직에 선택적으로 축적되며 투여 후 24시간까지 유지되는 것을 확인했다. 나노리포좀을 구성하는 약물의 단독 투여 대비 NETosis 지표 및 염증성 사이토카인 감소에 더욱 유의미한 효과를 보였으며, 전체적인 사망률을 감소시키는 결과를 확인했다. 또한 호흡기 기능 평가를 통해 나노리포좀 투여가 급성 폐손상에 의한 호흡 부전과 폐 섬유화의 진행을 완화시키는 효과를 확인했다.

아울러 연구팀은 나노리포좀이 중증 코로나19 환자의 혈액 검체에서 NETosis 지표 및 염증성 사이토카인을 감소시키는 효과를 확인하여, 이 치료법의 임상 적용 가능성을 입증했다, 이는 기존의 스테로이드 기반 항염증제 및 기관지 확장제 등의 대증 치료에 의존하던 ARDS 치료에 새로운 접근법으로 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

이원화 교수는 “난치성 호흡기 질환은 현재 악화를 억제하는 약물만 FDA 승인 받았고, 원천적인 치료가 어려운 상황에 중증 환자의 경우 치료제가 없는 실정이기 때문에 새로운 치료제 개발이 시급하다. 이번 연구를 통해 효과적인 복합치료 효과를 검증했고, 향후 임상적 효과와 기전을 규명할 것이다”라고 설명했다.