마우스 실험에서 장내 염증 완화에 효과 있는 로봇 알약 개발 가능성 확인

Seoul캘리포니아 대학교 샌디에이고의 엔지니어들이 염증성 장 질환(IBD)을 치료하기 위해 대장에 미세 로봇을 전달하는 알약을 개발했습니다. 이 새로운 경구 치료법은 쥐 실험에서 긍정적인 결과를 보였습니다. IBD 증상을 크게 감소시키고 손상된 대장 조직을 유해한 부작용 없이 치유하는 데 도움이 되었습니다.

IBD는 전 세계적으로 많은 사람들에게 영향을 미치는 자가면역 질환입니다. 이 질환은 장기간에 걸친 장 염증을 유발하며, 심한 복통, 직장 출혈, 설사와 체중 감소를 초래합니다. IBD는 면역 세포, 특히 대식세포가 과활성화되어 과도한 양의 염증 유발 화학물질을 방출할 때 발생합니다. 이러한 화학물질은 대식세포의 수용체에 붙어 더 많은 화학물질을 방출하도록 하여 지속적인 염증을 유발합니다.

연구진들이 IBD 문제를 해결하기 위한 새로운 방법을 개발했다. Liangfang Zhang과 Joseph Wang이 이끄는 팀은 나노입자로 만든 작은 로봇을 녹조류 세포에 부착하여 설계했다. 이 미세 로봇들은 장내의 유해 물질을 흡수하고 무력화한다.

이 새로운 치료법은 몇 가지 중요한 점을 고려해야 합니다: 작용이 빠르고, 부작용이 적으며, 사용이 간편하고 다른 치료법과 병행이 가능합니다.

마이크로로봇은 생분해성 폴리머 나노입자로 구성되어 있습니다. 나노입자는 대식세포 세포막으로 코팅되어 있으며, 이 세포들은 대식세포 유사체로서 작용하여 염증 유발 사이토카인과 결합합니다. 또한 녹조세포가 나노입자를 효율적으로 배포하는 역할을 합니다.

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나노입자는 가짜 대식세포처럼 작용하여 염증을 억제합니다. 염증을 유발하는 물질을 흡수하고 중화시키면서도 추가적인 염증 반응을 유도하지 않습니다. 이러한 나노입자는 생분해성 폴리머로 만들어지며, 실제 대식세포의 세포막으로 덮여 효과적으로 작용합니다.

연구자들은 안전성을 최우선으로 고려했습니다. 나노입자는 인체에 안전한 재료로 만들어졌습니다. 사용된 녹조 세포는 미국 식품의약국(FDA)의 승인을 받아 섭취해도 안전합니다. 미세로봇은 특별한 코팅을 가진 액상 캡슐 안에 들어 있습니다. 이 코팅은 위에서는 온전하게 유지되지만 대장의 중성 pH에서 분해됩니다. 이를 통해 미세로봇은 필요한 곳에서만 방출됩니다.

마우스 실험에서, 캡슐이 입으로 IBD를 앓고 있는 쥐들에게 투여되었습니다. 이 치료는 대변의 출혈을 줄이고, 변을 더 단단하게 만들었으며, 체중을 회복하도록 도왔고, 결장의 염증을 경감시켰습니다. 부작용은 관찰되지 않았습니다.

연구팀은 지금 임상 시험에서 그들의 마이크로로봇 치료법을 적용하는 작업을 진행하고 있습니다. 이 프로젝트는 국방 위협 감소국의 화학 및 생물 방어를 위한 공동 과학 기술 사무소의 지원을 받고 있습니다.