약물과 기계의 결합으로 뇌졸중 치료의 새로운 길을 열 것이라는 연구 결과가 나왔다.

막힌 혈관을 깨끗이 하기 위한 새로운 나노 치료법을 하버드 대학 위스 연구소 (Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering, Harvard University) 과학자들이 매사추세츠 대학의 뉴 잉글랜드 센터 (University of Massachusetts` New England Center for Stroke Research, NECSTR) 연구진과 함께 연구하여 뇌졸중 환자의 생명을 위협하는 혈전을 치료하기 위한 매우 효과적인 신규 약물-기기를 개발하였다.

2015년 12월자 저널 `Stroke`에 게재될 새로운 연구에서 위스 창립 연구소장인 Donald Ingber와 매사추세츠 의과대학 방사선학 교수인 Ajay Wakhloo가 새로운 방법을 사용하여 좀 더 빠르게 뇌의 혈관을 막고 있는 혈전을 제거할 수 있다는 것을 보여주었다. 그들의 접근 방법은 혈전을 표적으로 하는 혈전 파열 나노 치료와 막힌 혈관의 혈류를 회복시키는 내부 동맥 장치를 결합한 것이었다.

위스 연구소의 나노치료는 생분해가 가능한 나노 입자의 응집체로 이루어져 있으며 이 입자는 혈전 파열 약물인 조직 플라즈미노겐 활성제(issue plasminogen activator, tPA)라는 우리 신체 내의 혈소판이 작용하는 방식을 모방한 것이다. 혈관이 좁을 경우 혈류의 압력이 증가하며 이는 혈소판이 혈관벽에 부착하도록 하는 방아쇠 역할을 한다. 유사하게 나노치료는 혈류 압력에 반응하여 tPA로 코팅된 나노 입자가 이들 지역에 방출되록 한다.

지금까지 기계적으로 활성화된 나노치료는 혈류가 존재하지 않는 대부분의 뇌졸중 환자에서 나타나는 혈관 완전 막힘 현상에는 효과적이지 않을 것이다. 현재 뇌졸중에 가장 효과적인 치료는 "스텐트 리트리버 혈전 제거술 (stent-retriever thrombectomy)"로 Wakhloo와 그의 동료 Matthew Gounis가 처음으로 제시한 방법이다. 이러한 방법은 작은 관을 삽입하고 그것을 통해 스텐트를 통과시켜 물리적으로 열어서 혈전을 내보내는 것이다.

"심지어 리트리버 혈전 제거술로도 모든 혈전이 성공적으로 제거되지 않는다. 또한 혈전 파편이 유리되어 마이크로 혈전이 생길 수 있으며 이는 뇌 혈류계를 타고 조직 손상을 유발할 수 있다. 게다가 스텐트를 이용한 물리적 혈전 제거는 또한 잠재적으로 손상을 일으킬 수도 있다"고 Gounis가 말했다.

대신 혈전을 끌어내지 않는 스텐트를 사용하되 새로운 좁은 관을 형성하여 혈관이 막힌 곳에 혈류를 만들어내는 것이 이번 연구의 접근법이다. 이렇게 하면 회복된 혈류로 인해 형성된 높은 압력을 만들고 나노 치료를 통해 혈전이 있는 곳을 따라 혈전 용해 약물이 방출될 수 있다. 혈전이 완전히 녹은 후에 스텐트는 관에서 어떤 피해를 주지 않고 제거된다. 이 과정동안 혈전 파편이 생겨 혈류를 타고 다니더라도 약물이 코팅된 나노 입자가 그들과 결합하여 없어질 때까지 계속 용해시킬 것이다.

"기존 방법과 비교해 이 방법에서 진보한 것은 임상적으로 이미 잘 사용되고 있는 스텐트 기구를 사용하여 혈전에 일시적으로 작은 구멍을 만들고 이를 통해 혈전을 용해시킬 수 있는 약물을 정확한 곳에 투입하는 것"이라고 Ingber가 말했다.

임상적으로 비교적 대형 동물 연구에서 연구진은 약물-기기 조합이 매우 효과적으로 작용한다는 것을 증명하였으며 인체에서와 마찬가지로 동일한 뇌 혈관 크기에 형성된 혈전을 용해시킨다는 것을 보여주었다.

"이 결과는 뇌졸중 치료 전문가와 제어 공학 및 생명 공학 전문가를 통한 협력으로 이루어진 것이다. 언젠가 혈전으로 고통받는 환자들에게 긍정적인 영향을 미칠 것으로 기대하고 있다"고 이번 연구 논문의 공동 제1 저자인 Netanel Korin 박사가 말했다.

출처: KISTI 미리안 글로벌동향브리핑
원문: http://www.eurekalert.org/pub_releases/2015-10/wifb-dco102715.php