'조준 후 쏘기': 공기 '총'으로 백신과 기타 약물을 고통 없이 전달할 수 있음

언젠가 공기 한 모금이 약과 백신을 전달하는 바늘을 대체할 수 있을까요? 이 과학자들이 그것에 대해 연구하고 있습니다.

지난 몇 년 동안 공중 보건 보호에 있어서 백신의 중요성이 강조되었습니다. 하지만 주사 바늘을 사용하는 것보다 백신을 전달하는 더 나은 방법이 있다면 어떨까요?

연구자들은 약간의 압력만으로 피부를 통해 백신을 퍼프할 수 있는 제트기의 형태로 답을 얻을 수 있습니다. 이는 거품 장난감에 맞은 것과 비교할 수 있는 느낌입니다.

미국 텍사스대학교 댈러스 캠퍼스 과학자들이 개발한 MOF-Jet이 지난 월요일 미국화학회 춘계학술대회에서 청중들에게 소개됐다.

프로젝트의 수석 조사관인 Jeremiah Gassensmith는 코로나19 팬데믹으로 인한 폐쇄 기간 동안 아이디어를 수정하기 시작했습니다. 그는 압축 가스 구동 제트 분사 시스템의 저렴한 부품을 주문한 후 나중에 연구실의 대학원생인 Yalini Wijesundara에게 전달했습니다.

회의에서 이 연구를 발표한 Wijesundara는 이전에 좁은 유체 흐름을 주입하기 위해 압축 가스를 사용하는 1960년대의 다른 제트 인젝터를 연구한 적이 있었습니다.

인젝터를 수정하여 고체를 발사할 수 있다면 MOF(금속-유기 구조) 내부의 재료 전달 시스템이 될 수 있다고 생각했습니다. 이는 핵산과 단백질을 포함한 다양한 물질을 캡슐화하기 위해 분자 케이지처럼 작용하는 다공성 결정 구조입니다.

제트 인젝터를 MOF에 대한 연구실의 기존 연구와 결합하여 Wijesundara는 공기 중에 분말을 발사하여 세포에 분말을 전달할 수 있는 MOF-Jet을 만들었습니다.

Gassensmith 그룹은 이전에 zeolitic-imidazolate Framework 8(ZIF-8)이라고 불리는 MOF와 협력했습니다.

"금에 비해 가격이 저렴하고 핵산 등 생물학적 물질을 보호한다"위제순다라를 설명했다 . "또한 백신 제제를 실온에서 분말로 저장할 수 있어 많은 액체 백신에 필요한 극저온이 필요하지 않습니다."

팀은 ZIF-8 내에 다양한 생물학적 물질을 넣어서 너무 빨리 분해되는 것을 방지했습니다.

그런 다음 그들은 일반적으로 동물의 세포에 유전 물질이나 단백질을 발사하기 위해 수의학에서 사용되는 유전자 총을 수정하여 MOF-Jet을 만들었습니다. 가스를 불어넣으면 분말 제제가 세포 안으로 발사되는데, Wijesundara는 이것이 "지시하고 쏘는 것"만큼 쉽다고 말했습니다.

그들은 시스템을 테스트한 결과 MOF-Jet이 ZIF-8에 둘러싸인 유전자를 양파 세포에 전달하고 ZIF-8에 둘러싸인 단백질을 쥐에게 전달한다는 것을 보여주었습니다. Gassensmith에 따르면 인젝터의 폭발은 "너프 총알에 맞은 것처럼" 느껴집니다. 바늘에 찔리는 것보다 훨씬 덜 고통스럽습니다.

또한 팀은 사용되는 가스를 변경하여 화물이 방출되는 속도를 변경할 수 있다는 것을 깨달았습니다. ZIF-8은 산성 환경에 민감하며, 이산화탄소가 세포 내 물과 반응하면 탄산을 생성하여 MOF를 분해하는 데 도움이 됩니다.

"이산화탄소로 쏘면 세포 내에서 화물을 더 빨리 방출할 수 있고, 일반 공기를 사용하면 4~5일이 걸릴 것"이라고 그녀는 설명했습니다. 이는 동일한 약물이 제형을 변경하지 않고도 다양한 기간에 걸쳐 출시될 수 있음을 의미합니다. Gassensmith는 "이 사실을 깨닫고 나니 많은 가능성이 열렸습니다."라고 말했습니다.

연구팀은 현재 이 방법을 사용하여 가장 심각한 형태의 피부암인 흑색종에 대한 잠재적인 치료법으로 화학요법제와 보조제를 전달하고 있습니다.

MOF-Jet은 넓은 영역에 물질을 분산시킬 수 있기 때문에 현재 전달 방식인 바늘을 사용하는 것보다 흑색종에 암 치료제를 더 고르게 분포시킬 수 있다고 한다.

연구는 여전히 진행 중이며 연구원들은 MOF-Jet의 적응성이 수의학에서 농업, 심지어 언젠가는 인간 예방 접종이나 치료에 이르기까지 광범위한 응용을 허용할 수 있다고 믿습니다.