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와인 떫은맛 '탄닌산'으로 스탠트 대신 심장에 약물전달

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KAIST, '네이처 바이오메디컬 엔지니어링'에 게재

뉴스1

탄닌산으로 제조한 단백질 복합체가 심장 조직에 전달되는 모식도

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(서울=뉴스1) 최소망 기자 = 국내 연구진이 와인에서 떫은맛을 내는 '탄닌산'을 이용해 약물을 심장 조직에 전달할 수 있는 기술을 개발했다. 기존 심혈관 질환에 사용된 스텐트 시술 치료 외에도 정맥주사를 이용한 약물치료법이 개발될 것으로 기대된다.

한국과학기술원(KAIST)은 이해신 화학과 교수 연구팀이 '탄닌산'(tannic acid)을 이용해 단백질이나 약물이 혼합돼 입자화되는 방법을 개발하고, 이를 간단한 정맥주사로 심장 조직에 전달이 가능한 기술을 개발했다고 16일 밝혔다.

국내 사망 원인 2위는 심장 및 관련 혈관 질병인 '심혈관계-순환계질환'이다. 다수 연구자들이 이 질환을 극복하기 위해 화학약물요법·치료용 단백질 등을 개발하고 있다. 그러나 심장은 운동성이 높은 기관으로 정맥주사를 통해 개발된 약물을 효율적으로 전달하는 데는 한계가 있다. 치료법은 직접적인 수술인 '스텐트 시술'이 주로 사용됐다.

연구팀은 문제 해결을 위해 과일 껍질·견과류·카카오·와인 등에 존재하는 탄닌산에 주목했다. 탄닌산은 와인에서 떫은맛을 내는 폴리페놀 분자의 일종이다.

연구팀은 탄닌산과 단백질 사이의 강한 분자 간 결합력을 이용해 치료용 단백질, 유전자 전달체인 바이러스, 기능성 펩타이드 약물을 섞는 방법으로 입자화하는 데 성공했다. 이를 주사했을 때 심장을 표적화한다는 사실도 확인했다.

단백질을 입자화한 기술의 원리는 '분자 수준에서의 코팅' 기술에 있다. 입자화된 단백질 복합체 표면에 코팅된 탄닌산이 심장의 기능을 유지하고자 밀집돼 있는 엘라스틴이나 콜라겐 단백질과 부가적으로 강한 상호작용을 한다. 즉 심장 조직에 부착된 상태로 오랜 시간 머무는 심장 표적화 기술이 나올 수 있었다.

이같이 만들어진 탄닌산-단백질 복합체는 단백질만을 주사했을 때와 비교하면 5일 이상 장기적으로 혈관 내에서 순환됐다.

이해신 교수는 "지금까지 심장질환 관련한 많은 약물들이 개발됐음에도 불구하고 상대적으로 약물을 심장에 효율적으로 전달하는 방법은 개발되지 않았다"며 "이번 기술은 기존 약물들을 새롭게 공식화해 개량신약으로 만들 수 있는 원천기술"이라고 설명했다.

이번 연구는 지난 4월 30일 네이처 자매지 '네이처 바이오메디컬 엔지니어링' 온라인판에 실렸다.
somangchoi@news1.kr

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