치료용 DNA, 인슐린, 인간 성장 호르몬 같은 많은 약들은 통증을 동반하는 주사용 형태로 신체로 주입되어야 한다.
미국 존스 홉킨스(Johns Hopkins) Denis Wirtz와 Justin Hanes연구진은 주사바늘 없이 이 약물을 전달하는 방법을 찾아왔다. 연구진은 약물을 마이크로스코픽 플라스틱 작은 구입자(microscopic plastic spheres)로 둘러싸서 통증 없이 코를 통해 흡입하도록 하는 방법을 개발하고자 했다.
일단 코를 통해서 흡인된 약물을 둘러싼 구입자들은 폐에서 용해되어 정해진 속도로 약물을 방출해야 한다.
약물을 둘러쌀 입자들을 만드는 데 사용되는 중합체(polymers)는 신체에서 서서히 용해되어 여러 시간, 여러 날, 혹은 여러 주에 걸쳐 약물이 방출되게끔 해야 한다. 또한 구입자들은 치료 효과를 발휘하기 전에 깨지거나 손상되지 않을 만큼 강하고, 유연성이 좋아야 한다.
동시에 입자들은 서로가 달라붙지 않아 약물전달 도중 기도를 통한 약물 흡입을 방해하지 말아야 한다. 일단 입자들이 폐에 흡착되면 기도의 두꺼운 점막을 관통해야 하며, 약물 전달에 사용된 입자들은 면역 반응을 유도하지 말아야 한다.
연구진은 이런 여러 장애들을 극복할 만한 새로운 약물 전달 체계를 개발하여 작년 학술지 “생물질(Biomaterials)”지에 발표했다. 그들은 이미 미식약청에서 의학용으로 승인된 물질을 상용하여 플라스틱 마이크로 스페어를 만들었고, 이 입자를 통해 약물은 폐 깊숙한 곳에서 방출될 수 있었다.
올해 초 연구진은 나노스코픽 입자(nanoscopic particles)들이 효과적으로 치료용 목적의DNA을 세포 내 핵 내로 전달할 수 있었을 미과학원학회지 “Proceedings of the National Academy of Sciences”에 보고했다. 이 기술은 항암제를 질환에 영향을 받은 세포에만 전달하는 데 유용할지 모른다.
연구진은 약물 전달 경로로 폐에 초점을 맞추었다. 경국용 약물이 삼켜졌을 때 그들은 위에서 위산에 의해서 상당 부분이 분해된다. 주사용 제제는 이런 단점을 피할 수 있는데, 환자들에게 주사 바늘로 인한 통증을 동반하고, 그들 스스로 주사하기 어렵다는 단점이 있다. 그러나 흡입 투여 경로는 빠르고, 신체내로 약물이 고통 없이 흡수되는 장점을 가진다.
연구진은 인간 머리카락의 10분의 1 정도의 반경을 지닌 아주 미세한 입자를 합성하여 약물을 둘러싸게 하는 데 성공했다.
연구진은 임상 시험과 동물 실험에서 결국 그들이 합성한 약물 전달 체계가 안전하고, 효과적인지를 시험할 것이다. 또한 더 작은 입자들이 정상 세포에는 영향을 주지 않고, 질환을 가진 세포에만 선택적으로 전달되는 강력한 약물 전달 체계를 개발하려고 노력 중이다.
(KISTI해외기술정보)