국내 연구진이 나무에서 추출한 친환경 소재를 백신으로 활용하는 기술을 개발했다.
성균관대학교는 화학공학·고분자공학부 김재윤 교수 연구팀이 목재 폐기물 리그닌을 바이오메디컬 소재로 활용하는 방법을 찾았다고 2일 밝혔다.
리그닌(lignin)은 나무의 20~30%를 차지하는 주요 구성 물질이다. 리그닌은 나무의 또 다른 구성 물질인 셀룰로오스 섬유를 결합해 나무의 강도를 높이는 일종의 접착제 역할을 한다.
그동안 리그닌은 폐기되거나 땔감으로 활용하는 수준에 그쳤다. 북유럽을 중심으로 리그닌을 활용한 배터리 양극소재를 개발하는 새로운 시도도 있지만 아직까지 활용도가 크지는 않다.
성균관대 연구팀은 리그닌을 고부가가치 백신으로 활용하는 기술을 개발해 이를 자가면역질환인 다발성 경화증 치료에 적용했다. 다발성 경화증은 뇌, 척수 등 중추신경계에 발생하는 자가면역질환으로 신경 통증, 마비, 시신경염, 감각장애, 운동장애, 사지마비 등의 증상을 보이는 질환이다. 완치법은 없고 스테로이드나 질병 완화제로 병의 진행을 늦추는 정도다.
연구팀은 리그닌이 면역 세포가 과도하게 활성화하는 것을 억제한다는 사실을 확인했다. 이를 이용해 리그닌 나노입자에 자가항원을 결합한 치료 백신을 만들었다.
척수를 공격하는 자가면역 반응으로 인해 뒷다리가 마비된 다발성 경화증 생쥐에게 리그닌 나노입자 백신을 접종하자 마비 증세가 회복돼 뒷다리를 모두 사용할 수 있었다. 연구팀은 생쥐에게 백신을 접종한 후에 중추신경계에 침입한 자가반응성 면역세포가 감소하고, 몸 안의 면역 균형이 회복됐다고 설명했다.
김재윤 교수는 "지속가능 천연물 소재인 리그닌을 고부가가치 면역 치료용 소재로 활용할 수 있는 가능성을 확인했다"며 "치료 효율을 높이는 추가 연구를 통해 다양한 면역 치료를 위한 소재 플랫폼 확보에 기여할 수 있을 것"이라고 설명했다.
참고자료
ACS Nano(2023), DOI : https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.3c04497