스마트 약물 전달의 최대 난제 해결… 독성 대폭 줄인 차세대 나노 전달체

미국 캘리포니아 대학교 버클리 등 국제 공동 연구진은 pH 변화에 따라 전하가 바뀌는 새로운 지질 기반 나노 입자를 개발하여, 약물 전달 과정에서 발생하는 독성과 염증 반응을 줄이고 핵산 치료제의 안전성을 높일 수 있다고 밝혔다.

이 연구 결과는 권위 있는 과학 저널 《네이처 나노테크놀로지(Nature Nanotechnology)》에 2026년 9월 8일에 게재되었다. 기존의 지질나노입자(LNP)는 유전자 치료제인 핵산(mRNA, pDNA 등)을 몸속 원하는 곳으로 운반하는 데 매우 큰 잠재력을 가지고 있다. 그러나 이 LNP들은 체내에서 염증 반응을 일으키거나 독성을 유발하여 임상 적용에 어려움이 있었다.

연구진은 이러한 문제를 해결하기 위해 pH(산성도) 변화에 따라 전하가 바뀌는 특수한 지질 분자, 즉 S-지질을 설계했다. 이 S-지질로 만든 나노 입자는 혈액처럼 중성에 가까운 환경(pH 7.4)에서는 표면이 음전하를 띠게 된다. 덕분에 몸속 정상적인 상태에서는 면역 시스템을 자극하는 염증 반응을 일으키지 않으면서도, 세포 안의 물질 운반 소기관인 엔도좀 내부처럼 산성도가 낮은 환경(낮은 pH)에 도달하면 전하가 양전하로 바뀌어 핵산 포획 및 방출 기능을 효과적으로 수행한다.

실험 결과, 이 새로운 나노 입자들은 기존 LNP와 비교했을 때 핵산 전달 효율을 비슷하게 유지하면서도 염증 반응 유발이 현저히 낮은 것으로 확인되었다. 특히 몸에 이미 염증이 있는 상태를 모방한 동물 실험에서, 전통적인 LNP는 심각한 수준의 염증 물질 증가를 일으킨 반면, 연구진이 개발한 나노 입자는 기존 염증을 더욱 악화시키지 않는 안전성을 보여주었다. 또한, 유전자 치료제와 함께 사용되는 DNA(pDNA)를 운반할 때도 전통적인 LNP는 동물에게 급성 독성을 일으켜 사망에 이르게 했지만, 새로운 나노 입자를 이용한 전달체는 장기간 관찰하는 동안 아무런 이상 증세 없이 생존했다.

연구진은 이러한 결과가 나노 입자의 염증 반응을 줄이는 데 성공했음을 보여주었지만, 아직까지의 연구만으로는 암 치료와 같은 특정 질병 부위에서의 효능이나 장기적인 독성 여부는 완전히 검증되지 않았다고 설명했다. 따라서 이 기술이 임상적으로 활용되기 위해서는 추가적인 안전성과 효과에 대한 심층 연구가 필요하다.

그럼에도 불구하고 이번 발견은 나노 입자 기반의 유전자 치료제가 단순히 백신 접종 외의 다양한 만성 질환이나 난치병 분야로 응용 범위를 넓히는 데 중요한 발판을 마련했다는 점에서 큰 의미를 갖는다. 연구진은 이처럼 안전성을 확보한 새로운 전달체 플랫폼이 핵산 치료제의 임상 개발 속도를 높이는 데 기여할 것으로 기대하고 있다.