코로나19, 나노과학으로 잡는다 – Sciencetimes - Science Times

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코로나19를 퇴치하는 데 있어 가장 큰 관건은 빠른 검사와 치료제, 그리고 공공장소에서의 감염을 예방할 수 있는 소독제 등이다. 그런데 최근 들어 나노 물질을 이용해 이를 해결할 수 있는 연구 결과들이 속속 발표되고 있어 주목을 끈다.

미국 퍼듀대학 연구진은 옥수수를 재료로 한 나노 입자를 이용해 니클로사마이드를 용해시키고 활성화시킬 수 있는 용액을 개발했다. 원래 촌충을 없애는 데 사용하는 약물인 니클로사마이드는 코로나19 바이러스인 ‘SARS-CoV-2’에 대해 강력한 항바이러스 효과를 가지고 있다.

OHPP가 포함된 니클로사마이드로 시험한 결과 니클로사마이드 단독보다 5000배 더 높은 가용성을 지닌다는 사실이 확인됐다. ⓒ Elsevier

최근 세포실험 결과에 의하면 니클로사마이드는 국내외에서 연구가 진행 중인 렘데시비르보다 40배, 클로로퀸보다 26배 높은 코로나19 항바이러스 활성을 나타냈다. 하지만 니클로사마이드는 단단한 결정질 구조를 가지고 있어 인체에 투입할 때 용해성 문제를 해결해야만 치료 효과를 나타낼 수 있다.

6년 전부터 니클로사마이드를 연구해온 퍼듀대학 연구진은 옥수수를 기반으로 한 강력한 나노입자로 구성되어 있는 OHPP라는 물질을 개발함으로써 그 같은 문제점을 해결했다.

연구진은 니클로사마이드 단독, 시판용 가용화제로 처리한 니클로사마이드, 그리고 OHPP가 포함된 니클로사마이드로 시험한 결과, OHPP가 포함되었을 때는 니클로사마이드 단독보다 5000배, 시판용 가용화제를 사용했을 때보다 50배 더 높은 가용성을 가진다는 사실을 확인했다. 이 연구 결과는 2018년 ‘국제제약학저널’에 게재됐지만, 코로나19로 인해 최근 들어 주목을 끌고 있다.

니클로사마이드가 코로나19 바이러스에 대한 효과적인 치료법으로 입증될 경우 이번 연구는 새로운 코로나19 치료제를 생산하는 데 있어 큰 보탬이 될 것으로 추정된다. 니클로사마이드는 잠재적인 항암제로서도 관심을 받아왔는데, 이제는 코로나19 치료제로서도 주목받게 된 셈이다.

10분 만에 감염 확인하는 진단 키트

미국 메릴랜드 의대(UMSOM)의 디판잔 판 박사팀은 금 나노입자를 이용해 코로나19를 10분 만에 진단할 수 있는 키트를 개발했다. 이 진단 키트는 금 나노입자에 부착된 분자를 이용해 의심 환자의 비강이나 침에서 추출한 RNA 샘플을 분석해 코로나19 바이러스의 존재를 확인할 수 있다.

시료에 코로나19 바이러스의 단백질이 존재하면 바이오센서 역할을 하는 분자가 결합하게 되는데, 그때 첨가된 금 나노입자가 액체 시약의 색상을 보라색에서 파란색으로 변경한다. 만약 감염되지 않았다면 액체 시약의 색상은 원래의 보라색을 유지하게 된다.

최근 들어 나노 물질을 이용해 코로나19를 퇴치할 수 있는 연구 결과들이 속속 발표되고 있어 주목을 끈다. ⓒ 게티 이미지

현재 시중에 나와 있는 진단 키트 중 상당수는 최소 6시간 이상 지나야 판별이 가능하다는 점을 감안할 때 단 10분 만에 시각적 방법으로 감염 여부를 알 수 있는 이번 키트는 매우 혁신적인 셈이다. 또한 이 방법은 감염 첫날부터 바이러스의 RNA 물질을 탐지할 수 있는 것으로 알려졌다.

이에 대해 디판잔 판 박사는 추가 연구가 필요하다는 입장을 밝혔다. 이 방법의 또 다른 장점은 정교한 실험실 시설 없이도 결과를 알 수 있으므로 요양원이나 학교 같은 곳에서 감염의 재발을 감시하는 진단법으로 사용될 수 있다는 것이다.

디판잔 판 박사팀은 다음 달 중으로 미국 식품의약국(FDA)과 회의를 갖고 이 진단 키트에 대한 긴급 사용허가 요건을 논의할 계획이라고 밝혔다. 이 연구 결과는 국제학술지 ‘ACS 나노’에 발표됐다.

한 번 코팅하면 수개월간 코로나19 감염 예방

한편, 이스라엘 밴구리온대학 연구진은 버스나 기차, 공항, 학교, 의료시설 등과 같은 공공장소에서 코로나19의 감염을 예방할 수 있게끔 표면을 코팅할 수 있는 새로운 항바이러스 나노입자를 개발했다.

구리 등의 금속 나노입자를 함유하고 있는 이 코팅제는 표면에 칠하거나 분무하는 형태로 사용할 수 있는데, 금속 이온들은 방출이 매우 느리므로 한번 코팅하게 되면 몇 주 또는 몇 달 동안 항바이러스 효과를 지니는 것으로 알려졌다.

코로나19 바이러스는 비말뿐만 아니라 여러 사람의 손이 닿는 물건의 표면을 통해서도 다른 사람에게 감염된다. 현재 표면을 소독하는 방법은 표백제 같은 유독 물질이나 알코올처럼 쉽게 휘발하는 물질을 사용하는데, 이번에 개발된 코팅제는 인체에 무해한 금속을 사용하고 있어 더욱 안전하다.

산화 및 부식 같은 금속 고유의 특성으로 인해 항바이러스제로 금속을 사용하기란 매우 어려웠다. 그러나 나노입자는 그런 문제를 해결할 수 있다. 나노입자의 또 하나 장점은 표면적 대비 부피 비율이 높아 상대적으로 적은 양의 금속으로 효율적인 방제가 가능하다는 점이다.

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