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약물 전달 능력을 증명한 중합체 알약

Polymer pill proves it can deliver

과학자들은 약물을 혈류에 전달하기 위해 최적의 포장법을 찾기 위해서 노력해왔다. 연구자들이 약물 전달을 위한 새로운 종류의 용기를 개발했다.

최근 정맥으로 주사하는 약물은 몸 안에서 질병이 발생한 곳을 직접 표적으로 하는 방식으로써 중요한 도약을 이루었다. 그러나 혈류를 통해서 약물을 알맞은 곳에 도달시키고 알맞은 시간에 그것을 방출시키는 일은 쉽지 않다. 몸은 외부 물질을 감지하고 제거하게 되어 있어서 표적화 약물 전달을 위한 용기를 성공적으로 고안하기 위해서는 조작과 꾀가 필요하다.

전달 용기는 전통적으로 세포나 리포좀과 같이 몸 안에 있는 자연적인 물질들을 모방함으로써 면역계의 인식을 피하도록 고안되어 왔다. 그러나 이전에 보고된 인공 수송체들의 문제는 그것들이 항상 몸의 먼 곳까지 도달할 만큼 오래 가지 않는다는 점이었다.

연구자들이 현재의 인공 나노입자 포장보다 뛰어나고 오랜 정맥 주사 여행을 위해 충분히 오래가도록 내구성 있는 ‘crystralsomes’을 고안했다. 이것은 정확한 양의 약물로 몸의 병을 직접 치료하기 위해서 그것을 이용할 수 있다는 것을 의미한다.

crystalsomes는 구조적으로 약물 전달을 위해서 사용되는 전통적인 리포좀(liposome)과 폴리머좀(polymersome)을 모방하지만, 단일 결정과 같은 껍질을 가지고 있어서 기계적으로 더 단단하다. 혈액 순환과 체내 분포 실험에서 crystalsomes의 반감기는 24시간이고 96시간 이상 혈류에 남을 수 있었다. 이 값은 기존의 주사용 약물을 훨씬 앞선다.

crystalsomes은 빽빽하게 봉인되어서 약물이 표적 부위에 도달할 때까지 방출되지 않을 것이다. 따라서 약물의 이른 방출과 연관된 심각한 부작용을 일으키지 않으면서 원하는 만큼 고용량을 몸이 아픈 부위로 전달할 수 있다.

안전하게 약물을 담을 만큼 두껍고 외부 물질을 제거하기 위해서 표지하는 단백질들을 피할 수 있는 일련의 중합체 가닥들을 특징으로 하는 이 특별한 캡슐을 만들기 위해서 연구자들은 자라나는 결정구(crystal sphere)에 대한 그들의 연구와 자가-조립된 nanobrush를 통합했다. 그 방법에서 구슬들은 두 종류의 중합체 가닥들을 감싸는데 냉각되면 이것들이 단단한 달걀껍데기 같은 구형 crystalosome으로 응결돼서 노른자와 같은 내부의 화물을 보호하게 된다.

PLLA(poly L-lactide acid)라고 불리는 한 종류의 중합체는 한데 모여서 구의 물결 모양의 피복을 형성하는데 반해서, 다른 중합체인 PEG(poly ethylene glycol)는 표면에 수염처럼 뻗어 나온다. PEG는 단백질이 고체 표면에 부착하는 것을 막는 것으로 알려져 있다. crystalsome의 외부에 이 중합체가 균일하게 분포되어서 면역계 단백질들이 그것을 몸의 침입자로 표지하는 것을 막는다. 이런 식으로 crystalsome은 혈류에 더 오래 남을 수 있다.

이 결과는 오래 순환하는 나노 물질을 만드는 전략을 제시하는데, 약물 전달과 유전자 치료를 위한 새로운 중합체 나노입자 수송체로 이어질 수 있을 것이다.

[KOSEN 동향] 약물 전달 능력을 증명한 중합체 알약