‘난치성 신경계 질환’ 치료 새 장 열렸다

대구경북과학기술원 연구팀
서울성모병원 팀과 공동연구
코를 통해 뇌-신경계 줄기세포
치료 마이크로 로봇 개발
알츠하이머·파킨슨·뇌종양 등
질환 치료 새로운 가능성 열어

코의 줄기세포를 기반으로 하는 자성 마이크로로봇 및 후각경로를 통한 최소 침습 뇌 내 치료제 전달방법을 개발한 DGIST 최홍수 교수 연구팀. /DGIST 제공

국내 연구팀이 뇌 신경계 질환치료가 가능한 마이크로로봇을 개발하는데 성공했다.

대구경북과학기술원(DGIST) 연구팀은 최근 서울성모병원 연구팀과 공동연구를 통해 줄기세포 치료 효율과 안전성을 향상시킬 수 있는 인체 코의 줄기세포를 기반으로 하는 자성 마이크로로봇 및 후각경로를 통한 최소 침습 뇌 내 치료제 전달방법을 개발했다.

또 DGIST 로봇공학전공 최홍수 교수팀을 비롯한 DGIST-ETH 마이크로로봇 연구센터 김진영 선임연구원, 가톨릭대 서울성모병원 김성원 교수팀 등이 참여해 세계 최초로 혈액-뇌 장벽(Blood-Brain Barrier)을 우회하는 후각경로를 통해 개발한 줄기세포 기반의 마이크로로봇을 뇌에 생착시키는데도 성공했다.

이번 연구는 기존 수술보다 효과적이고 안전해 앞으로 알츠하이머병, 파킨슨병, 뇌종양 등 다양한 난치성 신경계 질환 치료 가능성을 높일 것으로 기대된다.

특히 DGIST 연구팀과 서울성모병원 연구팀은 이러한 한계를 극복하기 위해 외부 자기장을 이용, 사람 몸속에서 자유자재로 제어할 수 있는 사람유래 줄기세포 기반 자성 마이크로로봇을 개발했다.

또 연구팀은 생체적합성이 높고 초상자성을 가지는 산화철 나노입자(Iron oxide nanoparticles)를 인체의 코 하비갑개에서 추출한 줄기세포에 내재화시켜 마이크로로봇을 제작했다.

사람유래 줄기세포 기반의 자성 마이크로로봇은 외부 회전 자기장에 의한 회전구름운동(Rolling motion)과 자기장 구배에 의한 병진운동(Translational motion)을 할 수 있어 체내 다양한 생리학적 환경에서 효율적으로 이동할 수 있다.

최홍수 교수는 “이번 연구는 혈액-뇌 장벽 때문에 뇌 조직 내 치료제 전달이 어렵던 한계를 극복한 연구”라며 “줄기세포의 정밀하고 안전한 전달이 가능하다는 점에서 알츠하이머병, 파킨슨병, 뇌종양 등 다양한 난치성 신경계 질환 치료에 새로운 가능성을 열었다”고 말했다.

한편, 이번 연구 결과는 국제과학학술지인 ‘어드밴스트 헬스케어 머테리얼스(Advanced Healthcare Materials)’ 10월 6일자에 게재됐다.

/김재욱기자 [e-mail]