생체시료 속에 잠복하는 바이러스를 강력한 가시광선 펄스로 제거할 수 있다는 새로운 연구결과가 나왔다. 미국 과학자들은 이 기술이 바이러스를 보다 효과적이고 안전하게 죽이기 때문에 UV조사나 마이크로파를 이용한 다른 방법들보다 큰 장점이 있는 것 같다고 말한다.
현재 의학치료법으로 널리 활용되고 있는 광역학요법은 빛을 이용한 비침습성 항암요법의 일종으로 광민감성 약품을 환자에게 투여하거나 바른(피부 치료인 경우) 뒤, 레이저광을 이용해서 건강한 세포에 영향을 주지 않고 암세포만을 선택적으로 괴사시키는 방법을 말한다. 폐암(GTB2002110296), 췌장암(GTB2002030876), 심상성 여드름(GTB2004091369) 등의 치료에 효과가 있음이 입증되었으며, 피부암 치료용 OLED 광붕대(GTB2006110201), 광역학요법용으로 우수한 특성을 지닌 새로운 플러렌 공중합체가 합성되기도 했다(GTB2006111220). 또한 최근에는 광열요법 방식으로서, 레이저를 이용하여 피부에 손상을 주지 않으면서 피하지방 성분에만 열을 전달해 지방을 분해하는 방법이 발견되기도 했다(GTB2006040736). 그런데, 이제는 펨토초 펄스 레이저 덕분에 암세포뿐만 아니라 혈액 속의 바이러스까지 제거할 수 있게 된 것이다.
이 기술은 저출력 레이저의 펄스 빛으로 바이러스를 파괴한다. 펄스가 캡시드(capsid)라고 불리는 바이러스 껍질에 기계적 진동을 발생시켜 되돌릴 수 없는 손상을 주고 분해하므로, 바이러스는 영구히 활동력을 잃게 되는 것이다. 이러한 진동은 고체시스템 뿐만 아니라 용액속의 분자들에 대해서도 큰 진폭의 진동모드를 발생시키는 실용적인 방법으로 입증된 임펄스형유도라만산란(ISRS)을 이용한 것이다. 이 기술은 C형 간염은 물론, HIV를 죽이는데도 이용될 수 있을 것이라고 관련 연구진은 말한다.
UV조사와 같은 전통적인 바이러스 파괴법은 돌연변이를 일으킬 수 있으며, 이것은 결국 미세유기체에 내성을 만들게 된다. UV광은 주변의 건강한 세포들의 DNA에 손상을 줄 수도 있다. 과학자들은 마이크로파를 이용하여 바이러스를 죽이는 시도도 해왔지만, 미세유기체 속과 주위에 있는 물이 이 주파수의 빛을 강하게 흡수하기 때문에 가능성은 더욱 적다. 대부분의 마이크로파 복사 에너지가 물에 흡수되므로 바이러스 그 자체에까지 도달하지도 않는 것이다.
아리조나주립대(Arizona State University)의 콩톤 첸(Kong-Thon Tsen)은 존스홉킨스의대(Johns Hopkins School of Medicine)와 국립의과대학(Uniformed Services University of The Health Sciences)의 동료들과 함께 가시광선이 이러한 문제를 극복할 수 있다는 것을 발견했다. 연구진은 100 펨토초(10-15초) 동안 지속되는 자주색(425 nm) 빛 펄스를 M13 박테리오파지라는 바이러스에 가했다. 이 바이러스를 완전히 파괴하는데는 단 1개의 펄스만 소요되었다고 연구진은 말했다. 레이저의 “전력밀도(power density)”는 제곱센티미터당 겨우 50메가와트인데, 이것은 주위의 인체세포와 조직이 손상되지 않을 정도로 낮지만, 바이러스의 캡시드에 큰 진폭의 진동을 발생시키기에는 충분히 높은 것이다. 또한 이 전력밀도는 매우 낮아 유전적 돌연변이도 일으키지 않는데, 이것은 바이러스가 시간이 지남에 따라 이 요법에 대한 내성을 갖지 않는다는 것을 의미한다. M13의 비활성화는 혈소판 계산으로 판단되었으며, 비활성화에는 여기 레이저의 전력밀도 뿐만 아니라 펄스 폭도 관계가 있었다.
첸은 이 기술이 병원에서 혈액이나 다른 생체시료들을 살균하는데 이용될 수 있을 것이라고 말했다. “또한, 우리는 이 방법이 혈액기원 바이러스성 질병에 대한 새로운 요법을 설계하는데 특히 중요할 것이라고 확신한다. 예를 들면, 혈액투석을 이용하면 우리는 환자의 혈액을 인체 밖에서 비출 수 있으며, 전염성 바이러스 입자들을 청소한 뒤에 환자에게 재투입할 수 있을 것이다. 이렇게 해서 우리는 C형간염과 AIDS와 같은 질병과 관련된 사망을 줄일 수 있을 것”이라고 그는 말했다.
현재 연구팀은 HIV와 C형간염을 포함하여 광범위한 치명적 바이러스들을 죽이는데 있어서의 이 기술의 효험을 시험할 계획이다. “우리는 또한 부작용 가능성은 없는지 판단하고 선택적으로 바이러스를 죽이는 것을 증명하기 위해 포유세포(mammalian cell)에 대한 저출력 가시광선 레이저의 영향에 관한 더 많은 시험을 수행할 계획”이라고 첸은 말했다. 이번 기술은 인체내의 바이러스 파괴 뿐만 아니라, 생물학적 청결이 요구되는 다양한 청정지역에서의 살균방법으로도 응용해 볼 수 있을 것으로 기대된다.
현재 의학치료법으로 널리 활용되고 있는 광역학요법은 빛을 이용한 비침습성 항암요법의 일종으로 광민감성 약품을 환자에게 투여하거나 바른(피부 치료인 경우) 뒤, 레이저광을 이용해서 건강한 세포에 영향을 주지 않고 암세포만을 선택적으로 괴사시키는 방법을 말한다. 폐암(GTB2002110296), 췌장암(GTB2002030876), 심상성 여드름(GTB2004091369) 등의 치료에 효과가 있음이 입증되었으며, 피부암 치료용 OLED 광붕대(GTB2006110201), 광역학요법용으로 우수한 특성을 지닌 새로운 플러렌 공중합체가 합성되기도 했다(GTB2006111220). 또한 최근에는 광열요법 방식으로서, 레이저를 이용하여 피부에 손상을 주지 않으면서 피하지방 성분에만 열을 전달해 지방을 분해하는 방법이 발견되기도 했다(GTB2006040736). 그런데, 이제는 펨토초 펄스 레이저 덕분에 암세포뿐만 아니라 혈액 속의 바이러스까지 제거할 수 있게 된 것이다.
이 기술은 저출력 레이저의 펄스 빛으로 바이러스를 파괴한다. 펄스가 캡시드(capsid)라고 불리는 바이러스 껍질에 기계적 진동을 발생시켜 되돌릴 수 없는 손상을 주고 분해하므로, 바이러스는 영구히 활동력을 잃게 되는 것이다. 이러한 진동은 고체시스템 뿐만 아니라 용액속의 분자들에 대해서도 큰 진폭의 진동모드를 발생시키는 실용적인 방법으로 입증된 임펄스형유도라만산란(ISRS)을 이용한 것이다. 이 기술은 C형 간염은 물론, HIV를 죽이는데도 이용될 수 있을 것이라고 관련 연구진은 말한다.
UV조사와 같은 전통적인 바이러스 파괴법은 돌연변이를 일으킬 수 있으며, 이것은 결국 미세유기체에 내성을 만들게 된다. UV광은 주변의 건강한 세포들의 DNA에 손상을 줄 수도 있다. 과학자들은 마이크로파를 이용하여 바이러스를 죽이는 시도도 해왔지만, 미세유기체 속과 주위에 있는 물이 이 주파수의 빛을 강하게 흡수하기 때문에 가능성은 더욱 적다. 대부분의 마이크로파 복사 에너지가 물에 흡수되므로 바이러스 그 자체에까지 도달하지도 않는 것이다.
아리조나주립대(Arizona State University)의 콩톤 첸(Kong-Thon Tsen)은 존스홉킨스의대(Johns Hopkins School of Medicine)와 국립의과대학(Uniformed Services University of The Health Sciences)의 동료들과 함께 가시광선이 이러한 문제를 극복할 수 있다는 것을 발견했다. 연구진은 100 펨토초(10-15초) 동안 지속되는 자주색(425 nm) 빛 펄스를 M13 박테리오파지라는 바이러스에 가했다. 이 바이러스를 완전히 파괴하는데는 단 1개의 펄스만 소요되었다고 연구진은 말했다. 레이저의 “전력밀도(power density)”는 제곱센티미터당 겨우 50메가와트인데, 이것은 주위의 인체세포와 조직이 손상되지 않을 정도로 낮지만, 바이러스의 캡시드에 큰 진폭의 진동을 발생시키기에는 충분히 높은 것이다. 또한 이 전력밀도는 매우 낮아 유전적 돌연변이도 일으키지 않는데, 이것은 바이러스가 시간이 지남에 따라 이 요법에 대한 내성을 갖지 않는다는 것을 의미한다. M13의 비활성화는 혈소판 계산으로 판단되었으며, 비활성화에는 여기 레이저의 전력밀도 뿐만 아니라 펄스 폭도 관계가 있었다.
첸은 이 기술이 병원에서 혈액이나 다른 생체시료들을 살균하는데 이용될 수 있을 것이라고 말했다. “또한, 우리는 이 방법이 혈액기원 바이러스성 질병에 대한 새로운 요법을 설계하는데 특히 중요할 것이라고 확신한다. 예를 들면, 혈액투석을 이용하면 우리는 환자의 혈액을 인체 밖에서 비출 수 있으며, 전염성 바이러스 입자들을 청소한 뒤에 환자에게 재투입할 수 있을 것이다. 이렇게 해서 우리는 C형간염과 AIDS와 같은 질병과 관련된 사망을 줄일 수 있을 것”이라고 그는 말했다.
현재 연구팀은 HIV와 C형간염을 포함하여 광범위한 치명적 바이러스들을 죽이는데 있어서의 이 기술의 효험을 시험할 계획이다. “우리는 또한 부작용 가능성은 없는지 판단하고 선택적으로 바이러스를 죽이는 것을 증명하기 위해 포유세포(mammalian cell)에 대한 저출력 가시광선 레이저의 영향에 관한 더 많은 시험을 수행할 계획”이라고 첸은 말했다. 이번 기술은 인체내의 바이러스 파괴 뿐만 아니라, 생물학적 청결이 요구되는 다양한 청정지역에서의 살균방법으로도 응용해 볼 수 있을 것으로 기대된다.
출처 : 보물창고
글쓴이 : 심춘 원글보기
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