인간의 뇌는 혈뇌장벽(blood-brain barrier)에 의해 보호된다. 뇌를 둘러싼 혈뇌장벽은 잠재적으로 위험한 독성 물질이나 병균이 뇌에 침입하는 것을 막는 동시에 중요한 영양소들은 통과시킨다. 하지만 혈뇌장벽도 완벽하지는 않다. 버밈엄 대학교의 환경나노과학부 에바 발사미 존스(Éva Valsami-Jones) 교수는 “매우 오염도가 높은 도시 지역 내 거주자들의 뇌 안에 공기 오염으로부터 비롯된 나노 물질들이 발견될 수 있다는 증거가 있다”고 말한다. EU 지원 프로젝트 NanoBBB의 코디네이터이기도 한 발사미-존스 교수는 “중요한 질문은 이 나노물질들이 어떻게 혈뇌장벽을 통과할 수 있는가 이다”라고 말했다.
불완전한 보호막
연구팀은 다양한 첨단 스캔 및 X-ray 기술을 이용하여 여러 크기, 모양 그리고 조합을 가진 금속 및 산화 금속 나노 물질들을 테스트했다. 구오(Guo)는 “이 기술들을 통하여 나노물질들이 혈뇌 장벽을 통과하는 매우 복잡하고 미세한 과정들을 관찰할 수 있었다"고 말한다.
연구팀은 연구실에서 만들어진 혈뇌 장벽을 이용하여 오늘날 소비자 제품에 널리 사용되고 있는 은과 산화 아연이 혈뇌 장벽을 잘 통과한다는 것을 발견했다. 구오(Guo)는 "이 물질들은 생리화학적 특성에 의해 입자나 분해된 이온 형태로 변환되어 혈뇌 장벽 모델을 통과할 수 있었다"고 설명했다.
연구팀은 연구결과는 나노물질의 운반 및 화학적 변환에 관한 고유의 데이터베이스에 제공했다. 발사미-존스는 프로젝트의 연구결과가 같은 종류의 나노물질들을 사용하는 제품들의 안정성 평가와 향후 나노물질의 바이오의학 분야 적용에 중요한 역할을 할 것이라고 평가했다. 나노 안전 데이터 저장소에 등록된 프로젝트의 연구결과는 다른 연구자들에게 완전히 공개될 것이다.
위험과 보상
NanoBBB 프로젝트는 나노물질들이 혈뇌 장벽을 어떻게 통과하는지에 대한 중요한 단서를 제공했다. 구오(Guo)는 "이는 잠재적으로 위험한 나노물질들로부터 뇌를 보호하는데 기여함과 동시에 약물을 뇌에 전달하는 치료기술 개발에도 도움을 줄 것이다"라고 말했다. 또한 발사미 존스는 해당 연구결과가 나노물질의 변환 및 혈뇌 장벽 통과를 컴퓨터로 시뮬레이션하는 것을 가능하게 한다고 평가했다. 연구진들은 더 많은 나노물질들의 기타 생물학적 장벽 통과 관련 연구들을 계속하기 위하여 추가적인 연구비 지원 기회들을 탐색 중이다.
