특정 면역 세포를 표적으로 하는 나노입자 치료법은 패혈증에 유망한 것으로 보입니다.

2023년 6월 9일

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면역 체계의 과잉 반응에 대응하는 동시에 면역 체계를 강화하는 디자이너 단백질로 구성된 나노입자입니다. 본 발명은 면역체계가 심각하게 조절되지 않는 상태인 패혈증의 치료 가능성을 제공합니다.

Radboud University Medical Center(Radboudumc)의 면역학자와 Eindhoven University of Technology(TU/e)의 생명공학자들이 힘을 합쳐 혁신적인 새로운 나노의학을 개발하고 테스트했습니다. 그들의 연구 결과는 최근 Nature Biomedical Engineering에 게재되었습니다.

패혈증은 박테리아, 곰팡이 또는 바이러스 감염으로 인해 면역 체계가 조절되지 않는 생명을 위협하는 상태입니다. 이러한 조절 장애는 과다염증(hyperinflammation)으로 알려진 지나치게 강렬한 면역 반응을 유발할 수 있습니다. 결과적으로 조직이 손상되고 장기가 기능하지 않게 됩니다.

동시에 면역체계도 고갈될 수 있습니다. 마비될 정도로. 이것을 면역 마비라고 하며 그 결과 신체는 새로운 감염에 대한 저항력을 잃게 됩니다.

수년 동안 전 세계 과학자들은 패혈증에 대한 효과적인 치료법을 찾고 있었습니다. 그러한 치료법의 이면에 있는 약물은 면역 체계의 과잉 반응과 마비를 동시에 막아야 합니다. 그러나 심각한 위험은 그러한 과잉 반응에 대한 가능한 약물이 실제로 마비로 이어질 수 있다는 것입니다.

Radboudumc 센터의 면역학자들은 면역 세포가 들어 있는 페트리 접시에서 사이토카인 인터루킨-4가 염증을 방해하는 동시에 예기치 않게 훈련된 면역을 유도한다는 사실을 발견했습니다. 이 역설적인 특징은 패혈증을 치료하는 데 활용될 수 있지만 인터루킨-4가 인체의 면역 세포를 표적으로 삼아야 합니다. 예를 들어 기술적 측면에서 TU/e의 연구자들은 암 퇴치를 위한 혁신적인 나노기술 기반 접근법 개발에 대한 광범위한 경험을 보유하고 있습니다.

TU/e 생명공학자들은 각자의 연구를 염두에 두고 인터루킨-4와 지질 분자와 함께 자연적으로 나노입자를 형성하는 단백질 사이의 융합 단백질을 개발함으로써 새로운 나노기술 기반 접근 방식을 설계했습니다.

연구진은 면역 세포와 매우 구체적으로 상호 작용하는 천연 단백질로 만들어진 작은 지방 입자로 구성된 새로운 유형의 나노 의학을 개발했습니다. 이번 경우, 생명공학자들은 인터루킨-4와 지방 입자에 통합되는 또 다른 신체 단백질의 새로운 융합 단백질을 개발했습니다. 결과적으로 인터루킨-4는 면역 세포에 특이적으로 전달되어 급성 염증 반응을 억제하는 동시에 면역 체계를 강화합니다. 따라서 면역 체계가 균형을 이룹니다.

Radboudumc의 실험 내과 교수인 Mihai Netea는 "우리는 인터루킨-4 단백질이 면역 체계의 과잉 반응을 중화한다는 것을 알고 있습니다. 우리는 시험관에서 이 단백질이 특정 면역 세포에서 훈련된 면역을 유발할 수도 있다는 사실에 놀랐습니다."라고 말합니다.

훈련된 면역은 학습 능력을 가지고 있어 면역 체계를 강화하는 선천적 면역 체계의 일부입니다. 인간에서 이를 달성하기 위해 TU/e는 인터루킨-4를 기반으로 한 새로운 나노의학을 개발했습니다. 그리고 결과는 효과가 있었다는 것을 보여줍니다. 패혈증 환자와 실험실 동물의 혈액 샘플 모두에서 나노입자는 면역 체계를 정상으로 되돌렸습니다.

이 나노기술을 사용하여 혁신적인 점은 연구자들이 인터루킨-4를 특정 면역 세포로 유도할 수 있다는 것입니다. Radboudumc와 TU/e의 정밀의학 교수인 Willem Mulder는 "우리는 한동안 신체 단백질을 융합하여 새로운 단백질을 개발해 왔습니다. 인터루킨-4에 대해서도 동일한 작업을 수행했습니다. 이를 나노입자로 만들었습니다. 이러한 나노입자를 주입함으로써 혈류로 들어가 인터루킨-4가 표적 세포로 전달됩니다."