다제내성균과 사람의 분변에 존재하는 다양한 박테리아 135종을 99% 이상 제거할 수 있는 기술로서, 코로나 바이러스 변이종들도 혈액에서 제거하는 게 가능하다.
UNIST(유니스트)는 바이오메디컬공학과 강주헌 교수팀이 자성나노입자 표면을 혈액세포막으로 감싼 '혈액세포막-자성나노입자'를 개발했다고 26일 밝혔다.
이 입자를 체외에서 순환하는 환자의 혈액에 반응시키면 세균 또는 바이러스 등 병원체를 붙잡은 뒤 자석으로 회수할 수 있다. 적혈구나 백혈구 표면에는 병원체를 붙잡아서 인체를 보호하는 특성이 있는데, 이를 이용해 '기능성 자성나노입자'를 만든 것이다.
이번에 개발한 '혈액세포막-자성나노입자를 이용한 혈액 정화 기술'을 패혈증이나 중환자실 내 2차 세균 감염환자 치료에 병행하면 치료효과가 클 것이란 게 유니스트의 설명이다. 특히 중환자실 내 2차 항생제 내성세균 감염 사례가 늘고 있는 만큼, 코로나로 입원 치료 중인 중환자의 치료와 관리에도 큰 도움을 줄 수 있을 것으로 기대된다.
강주헌 교수팀이 개발한 치료법은 혈액세포막의 특성과 자성나노입자를 이용해 혈액에서 병원체를 제거하므로 '효과적이고 범용적'이라는 평가를 받고 있다.
쥐(Rat)를 이용한 실험에서는 기존 항생제로 치료가 어렵다고 알려진 메티실린 내성 황색포도알균(methicillin-resistant S. aureus)과 카바페넴 내성 대장균(carbapenem-resistant E. coli)의 치료 효과를 입증했다. 이들 세균에 감염된 쥐에 새로 개발한 혈액 정화 치료를 진행하자, 모두 생존에 성공했다. 또 치료 후 일주일이 지나자 면역 체계가 정상으로 회복됐다.
제1저자인 박성진 바이오메디컬공학과 연구원은 "체내에 존재하는 혈액세포를 사용했고, 병원체를 포획한 자성나노입자는 혈액에서 완전히 제거된다"며 "치료 부작용을 최소화할 수 있어 면역거부반응 등이 없이 치료될 것"이라고 설명했다.
연구책임자인 강주헌 교수는 "우리 몸이 선천적으로 가진 면역대응 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 전했다.
이번 연구에는 UNIST 바이오메디컬공학과의 이민석·장봉환·악셀 이구즈만-세딜로 연구원이 참여했다. 연수 수행은 삼성전자미래기술육성센터와 UNIST의 지원으로 이뤄졌다.
연구결과는 와일리(Wiley) 발간 세계적 학술지인 '스몰'(Small) 9월 7일자 온라인판에 공개됐으며, 출판을 앞두고 있다.
KPI뉴스 / 최재호 기자 choijh1992@kpinews.kr
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