바이오인

핵심내용

비강으로 뇌에 전달하는 뇌염바이러스 치료물질 개발

뇌염바이러스의 치료와 생체 내 면역반응 유도

□ 치료제가 없는 뇌염바이러스에 대해 혈액이 아닌 코를 통해 투입하는 획기적인 치료물질이 발견되었다. 이상경 교수(한양대학교 공과대학) 연구팀과 쿠마 교수(예일대학교 의과대학) 연구팀이 뇌염바이러스에 대한 siRNA*를 비강-뇌 경로로 전달하여 뇌염바이러스를 치료하고 바이러스에 대한 면역반응의 생성이 유도됨을 확인했다고 한국연구재단은 밝혔다.

□ 이상경 교수는 “이 연구를 통해 치료제가 전무한 뇌염바이러스에 대한 치료제 개발이 가능할 것”이라고 연구의 의의를 설명하였고, “향후 영장류 실험을 통해 머리의 위치, 약물 전달장치를 최적화하고, 최종적으로 임상에 적용할 수 있는 뇌 특이적 약물전달 방법을 연구하고자 한다”라고 후속 연구계획을 밝혔다.

상세내용

 □ 연구의 주요내용

 1. 연구의 필요성
  ○ 건강한 사람의 경우 웨스트나일 바이러스, 일본뇌염 바이러스, 지카 바이러스와 같은 플레비바이러스의 감염 시 생체 면역계가 활성화되어 가벼운 증상 후 치유가 되며, 2차 감염 시 바이러스에 대항하여 활성화된 면역계에 의한 치유가 이루어진다. 하지만 면역계가 약한 유아나 노인의 경우에는 바이러스가 뇌에 침입하여 뇌막염, 뇌염을 유발하며 궁극적으로 사망에 이르게 하고 있지만 아직 백신이나 치료제가 없는 실정이다.

  ○ 병원에서 수막뇌염의 확인 후 플레비바이러스 감염에 대한 진단이 이루어고 있으나 치료제가 없어 바이러스의 뇌 감염 후 대부분의 환자가 사망에 이르게 됨으로 치료제의 개발이 시급한 현실이다.

  ○ 연구팀은 기존에 광견병바이러스가 뇌에 감염되는 경로에 착안하여 감염되는 결합부위의 리간드를 이용하여 항플레비바이러스 작은 간섭 RNA(siRNA)를 바이러스 감염 전에 전달하여 바이러스의 뇌 감염을 예방함을 밝혔다. 그러나 뇌 감염이 진행된 후에는 효과가 없어 임상의 적용에 문제점이 있어 치료제의 개발이 필요했다. (Nature 2007)

 2. 연구내용
  ○ 이 연구에서는 동물모델에서 치료약물을 비강을 통하여 뇌로 직접 전달하는 방법으로 뇌에 침투한 바이러스를 치료하였다. 이는 궁극적으로 생체 내 면역계를 활성화하는 결과를 가져와, 뇌염 바이러스에 추가 감염이 되어도 이미 생성된 면역계에 의하여 효과적으로 제어함을 확인하였다.

  ○ 이 연구에 사용된 비강-뇌 약물 전달 기술은 연구진이 개발한 “마우스 위치교정장치”(대한민국 특허등록: 10-1841329, 국제특허출원: PCT/KR2016/014220)를 사용하였으며 이 장치는 과학기술정보통신부·한국연구재단의 지원을 받아서 개발되었다.

  ○ 이 연구는 비강-뇌 경로를 통하여 작은간섭 RNA를 뇌에 전달하여 뇌염 바이러스를 치료하고 감염을 억제함으로 면역계의 활성화에 필요한 시간을 확보하여 궁극적으로는 자연적으로 생성된 적응 면역계에 의하여 바이러스를 치료할 수 있도록 유도한다. 최종적으로 기억 면역계에 의하여 뇌염바이러스에 대한 평생 자연 치유가 가능해지므로, 치료제가 없는 뇌염바이러스에 대한 가장 효과적인 치료제라 할 수 있다.

  ○ 이 연구는 비강-뇌 경로를 통한 치료약물의 전달로 기존에 혈액-뇌 장벽 (Blood Brain Barrier, BBB)에 의하여 약물전달이 어려운 뇌에 비강-뇌 전달이라는 “혈액-뇌 장벽”을 우회하는 방법을 통하여 치료약물을 효율적으로 전달할 수 있음을 확인하였다.

  ○ “혈액-뇌 장벽“을 우회하여 약물을 뇌 특이적으로 전달하는 비강-뇌 약물전달 방법은 현재 임상시험 중이며 머리의 위치, 비강-뇌 전달 장치 등의 최적화를 통하여 임상으로의 응용을 기대할 수 있다.

 3. 연구성과/기대효과
  ○ 백신이나 치료제가 없는 뇌염 바이러스에 대한 치료제 개발 연구가 성공을 거두어 현재 치료제가 전무한 뇌염 바이러스에 대한 새로운 치료제의 대안을 제시하였다.

  ○ 동물실험에서 비강을 통한 뇌로 약물을 전달하여 뇌염 바이러스를 치료하였으며 2차적인 뇌염 바이러스의 감염에도 면역반응의 생성에 의하여 감염 억제 및 자연치유가 됨을 밝혔다.

  ○ 뇌에 약물전달의 어려움으로 많은 뇌질환에 대한 기초과학 연구가 어려웠고 치료제 개발도 힘들었으나 이 연구에서 개발된 장치(비강-뇌 위치교정장치)를 이용하여 동물모델에서 약물의 뇌 특이적 전달이 가능하여 뇌 과학의 기초 연구가 용이해졌다. 이 방법을 이용한 질환에 대한 치료제의 전달을 통한 효능 평가도 가능하여 뇌질환에 대한 기초 연구 및 치료제 개발에 많이 활용될 것으로 기대된다.

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