나노 기술 '스놋 봇', 점액 장벽 통과해 효율적 약물 전달 가능

Seoul과학자들은 효소로 작동하는 작은 로봇을 이용하여 다양한 신체 부위의 점액을 통해 약물을 전달하는 새로운 방법을 발견했습니다. 이 작은 로봇들은 실험 쥐를 대상으로 한 초기 테스트에서 점액을 성공적으로 통과했습니다. 점액은 일반적으로 세균과 자극 물질을 포획하여 신체를 보호하지만, 동시에 국소적으로 투여된 약물이 효과적으로 작용하기 어렵게 만듭니다.

이 스노트봇에 대한 주요 세부 사항:

나노 입자로 제조된 이 물질은 구멍이 많은 실리카로 구성되어 있으며, 과산화수소를 연료로 사용합니다. 또한, 카탈라아제 효소로 코팅되어 있고, 미세 구멍 안에 약물 분자를 담고 있습니다.

새뮤얼 산체스가 이끄는 연구팀은 새로운 기술을 사용하여 점액 장벽을 통과할 방법을 연구했습니다. 이전에 시도된 다른 방법들은 약물을 미세 입자에 부착하거나 화학물질로 점액을 희석하는 방식이었습니다. 하지만 산체스의 방법은 카탈라아제 효소를 사용하여 이 문제를 해결합니다. 이 효소들은 과산화수소를 산소와 물로 바꾸어 작은 로봇을 앞으로 나아가게 합니다.

주요 실험에서 로봇은 실험실에서 배양된 인간 세포로 만들어진 장 점액 모델을 이용했습니다. 로봇은 점액층을 15분 만에 통과했습니다. 이는 점액이 10분에서 4.5시간마다 대체되기 때문에 중요한데, 빠른 이동은 로봇이 갇힐 가능성을 줄이기 때문입니다.

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쥐의 결장에서 추가 실험을 통해 결과가 확인되었습니다. 약 28%의 나노로봇이 점막 장벽을 통과했으며, 이는 수동 확산보다 60배 더 우수한 결과입니다. 이전에 사용된 다양한 효소나 점액을 파괴하는 약물을 사용한 방법은 약 10배의 개선만을 보여주었습니다.

중요한 점은 잠재적인 손상을 확인하는 것이었습니다. 연구 결과, 실험실 모델이나 쥐의 결장에서 스노트봇이 세포나 조직에 손상을 주지 않았습니다. 이는 이들을 약물 전달 시스템의 옵션으로 고려하는 데 있어 매우 중요합니다.

이 연구는 다양한 출처로부터 자금을 지원받았습니다:

• 유럽연구위원회
• 주 연구 기관
• 유럽연합 NextGenerationEU/PRTR (Bots4BB 프로젝트)
• 카탈루냐 정부
• 연구 및 대학부
• 세베로 오초아 우수 연구센터

나노봇은 두꺼운 점액층을 가진 기관인 폐, 위, 장, 그리고 눈에 약물을 전달하는 데 도움을 줄 수 있습니다. 이를 통해 약물을 보다 효과적으로 전달함으로써 치료 효과를 높일 수 있습니다.

이 새로운 기술은 유망해 보이지만, 병원에서 사용하기 전에 안전성과 효과를 더 연구할 필요가 있습니다. 효소로 구동되는 작은 로봇을 사용하여 신체의 일부 방어 메커니즘을 극복하는 아이디어가 매우 흥미롭습니다. 만약 이 기술이 쥐에서처럼 인간에게도 효과가 있다면, 미래의 약물 전달 방식에 큰 변화를 가져올 수 있을 것입니다.