흡혈 생물의 항응고 작용을 모방한 새로운 분자

자연은 진드기, 모기, 거머리에게 혈액 응고를 막아 숙주로부터 양분을 빨아들이는 빠른 방법을 제공해 왔습니다. 이제 듀크 대학교 연구진은 이 방법의 핵심을 잠재적인 항응고제로 활용하여 혈관성형술, 투석, 수술 및 기타 시술 시 헤파린의 대안으로 사용할 수 있게 되었습니다.

네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications) 저널 에 게재된 논문에서 연구진은 흡혈 동물의 침에 함유된 화합물의 효과를 모방하는 합성 분자를 개발했습니다. 중요한 점은 이 새로운 분자가 빠르게 중화되어 치료 후 필요할 경우 혈액 응고를 재개할 수 있다는 것입니다.

듀크 대학교 의과대학 외과, 세포생물학, 신경외과, 암 약리학 및 생물학과 교수이자 이 연구의 수석 저자인 브루스 설린저 박사는 "생물학과 진화는 매우 효과적인 항응고 전략을 여러 차례 발전시켜 왔습니다."라고 말했습니다. "이것이 완벽한 모델입니다."

설렌저와 듀크 대학교 및 펜실베이니아 대학교의 동료들, 그리고 설렌저 연구실의 일원이자 주저자인 하이샹 유 박사를 포함한 연구진은 모든 흡혈 생물이 혈액 응고를 억제하는 유사한 시스템을 발달시켰다는 관찰에서 출발했습니다. 흡혈 생물의 침에 함유된 항응고제는 두 단계의 과정을 거칩니다. 숙주 혈액 내 특정 응고 단백질 표면에 결합한 후, 단백질의 중심부로 침투하여 흡혈하는 동안 응고를 일시적으로 불활성화합니다.

혈액을 빨아먹는 유기체는 응고에 관여하는 20여 개 이상의 분자 중에서 서로 다른 단백질을 표적으로 삼지만, 연구팀은 인간 혈액에서 트롬빈과 Xa 인자를 표적으로 삼는 분자를 개발하는 데 집중하여 이들 단백질에 대한 이중적 항응고 기능을 달성했습니다.

다음 과제는 출혈을 예방하기 위해 임상적으로 필수적인 이 과정을 역전시키는 방법을 개발하는 것이었습니다. 연구진은 활성화 메커니즘을 완전히 이해함으로써 응고를 신속하게 역전시키는 해독제를 개발할 수 있었습니다.

유 박사는 "이러한 접근 방식은 환자에게 더 안전하고 염증을 덜 유발할 수 있다고 생각합니다."라고 말했습니다.

또 다른 장점은 지난 100년간 임상 표준으로 사용되어 온 헤파린과 달리 합성 분자라는 점입니다. 헤파린은 돼지 내장에서 추출되는데, 이는 오염과 온실가스를 발생시키는 거대한 농업 인프라를 필요로 합니다.

설린저는 "이것이 제가 새롭게 열정을 쏟는 부분입니다. 환자들에게 도움이 되는 혈액 응고 조절을 개선하는 동시에 기후 문제도 고려하는 것이죠."라고 말했습니다. "의료계는 이 문제에 심각한 문제가 있다는 것을 깨닫기 시작했고, 동물을 이용한 약물 생산을 대체할 방법을 찾아야 합니다."