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장기 선택적 인공 탄수화물 나노입자(GlyNPs) 선별 및 평가 모식도

장기 선택적 약물 전달 기술은 치료 효과를 극대화하고 부작용을 최소화할 수 있어 큰 기대를 받고 있습니다. 그러나 현존 기술로는 간, 비장, 폐와 같이 대식세포가 활발한 장기에만 약물 전달이 가능하고 콩팥, 심장, 뇌와 같은 장기로의 약물 전달은 도전적인 과제로 알려져 있습니다.

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한국과학기술원(KAIST·총장 이광형)은 전상용, 이희승 생명과학과 교수팀이 체내에서 여러 생물학적 상호작용에 관여하는 당질 층을 모방한 인공 탄수화물 나노입자(GlyNP) 수십 종을 합성해 다양한 장기로의 특이적 약물 전달과 치료를 가능케 하는 나노의약 개발에 성공했다고 3일 밝혔습니다.

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연구팀은 다섯 가지의 단당류 단위체를 기반으로 한 조합적인 패턴을 구현해 GlyNP 라이브러리 수십 종을 합성했고, 이를 직접 동물 체내에서 선택성을 평가해 간, 신장, 비장, 폐, 심장, 뇌에 대해 차별화된 선택성을 가지는 GlyNP 후보군을 선별했습니다.

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특히 간, 신장, 비장에 선택성을 가지는 GlyNP 후보군은 해당 장기 내에서 각각 간세포, 신장 상피세포, 대식 세포를 표적하는 것을 확인했습니다.

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궁극적으로 각 장기 선택적인 GlyNP 후보군을 사용하면 해당 장기에 생긴 질병을 더욱 효과적으로 치료할 수 있음을 보여주며 장기별 맞춤형 치료 가능성을 보였습니다.

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전상용 교수는 “이번 연구를 통해 개발한 장기 및 세포 선택적인 약물전달시스템을 이용하면 독성을 낮추고 효능을 크게 올릴 수 있어 기존에 가능하지 않았던 장기별 질병 치료에 한 걸음 더 나아갈 수 있을 것이고, 또한 뇌나 심장과 같이 표적 약물 전달이 어려운 장기들로 기술을 확장해 나갈 것”이라고 말했습니다.

 

어드밴스드 머티리얼즈 속 표지논문 커버 이미지.

김도현 KAIST 생명과학과 박사과정 및 황창희 박사가 공동 제1 저자로 참여한 이번 연구는 재료공학 분야 최정상급 학술지인 어드밴스드 머티리얼즈 3월 15일 자 온라인판에 게재됐고 속 표지논문 및 화제의 논문으로 선정됐습니다.

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또 해당 주제는 제30회 삼성휴먼테크논문대상 생명공학&생명과학 분야에서 은상을 수상하며 장기별 맞춤형 치료의 새로운 전략을 제시한 성과로 인정받았습니다.

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한편 이번 연구는 한국연구재단의 리더연구사업(종양/염증 미세환경 표적 및 감응형 정밀 바이오-나노메디신 연구단) 및 선도연구센터사업(멀티스케일 카이랄 구조체 연구센터, CMCA)의 지원을 받아 수행됐습니다.

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출처: 전자신문

 

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