인간 적혈구 세포막 활용...비장 표적 생체모사 나노전달체 구현
비장 내 면역환경 조절로 염증성 장질환 치료 가능성 제시
김한영 교수 "자가 적혈구 기반 환자 맞춤형 정밀 면역치료로 확장 가능"
가톨릭대학교는 최근 김한영 바이오메디컬화학공학과 교수 연구팀이 인간 적혈구 세포막을 기반으로 비장을 표적하는 생체모사 나노면역치료 플랫폼을 개발했다고 23일 밝혔다.
김 교수팀은 단순한 약물 전달을 넘어 면역기관을 직접 표적하는 정밀 면역조절 전략을 통해 염증성 장질환을 포함한 만성 염증 질환 면역치료 가능성을 제시했다.
연구팀은 염증성 장질환이 장에 국한된 질환이 아니라 비장과 같은 2차 림프기관에 염증성 면역세포가 축적되며 비장 비대와 전신 면역 불균형을 동반한다는 점에 주목했다. 기존 치료제는 전신 면역을 광범위하게 억제해 감염 위험이나 장기 독성 등의 한계가 있었다.
이를 해결하기 위해 연구진은 노화되거나 손상된 적혈구가 비장에서 면역세포에 의해 자연스럽게 제거되는 '적혈구 탐식작용'(erythrophagocytosis) 기전에 착안했다. 적혈구 세포막을 지질나노입자와 융합해 제작한 하이브리드 나노전달체는 정맥 투여 후 비장에 우선적으로 축적되며 비장 내 대식세포와 수지상세포에 의해 섭취되는 특성을 보였다.
또한 전달체 내부에 탑재된 면역조절 약물 라파마이신은 염증성 면역세포를 항염증성 면역세포(M2 대식세포, 조절 T세포)로 전환하고, 비장에서 시작되는 전신 면역 재프로그래밍을 유도하는 것으로 나타났다.
동물 실험 결과, 해당 플랫폼은 비장 비대를 완화하고 장 조직 내 염증성 면역세포 침윤을 억제했다. 그뿐만 아니라 손상된 장 상피 구조와 장벽 기능 회복에도 효과를 보였다. 간과 신장 등 주요 장기에 대한 생체적합성도 확인됐다.
김 교수는 "해당 기술은 적혈구를 활용해 지질나노입자와 융합한 나노전달체를 제작한 뒤 재투여하는 공정 구조를 기반으로 한다"며 "이는 자가 유래 적혈구를 이용한 환자 맞춤형 정밀 면역치료로 발전할 수 있으며, 임상에서 활용 중인 지질나노입자 플랫폼과 결합한다면 대량 생산과 임상 전환도 가능하다"고 설명했다.
한편 이번 연구에는 권준 가톨릭대 바이오메디컬화학공학과 석사과정과 손희수 하버드 의과대학 박사가 공동 제1저자로 참여했다. 연구 결과는 지난 12일 재료과학 분야 국제학술지 'Advanced Functional Materials'(IF=19.00)에 온라인 게재됐다.
