나노의학이 코로나19에 미치는 잠재적 영향

Nature Nanotechnology 18권, 11~22페이지(2023)이 기사 인용

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코로나바이러스감염증-19(COVID-19)로 인한 폐색전증, 허혈성 뇌졸중, 심근경색에 대한 광범위한 보고와 코로나19 생존자의 심혈관 질환의 장기적 위험 증가는 혈전염증에 대한 이해가 심각하게 부족하다는 점을 강조했습니다. 그리고 새로운 치료 옵션의 필요성. 면역혈전증 병태생리학의 복잡성으로 인해 기존 항혈전제를 사용한 치료의 효능에 의문이 제기됩니다. 혈전용해제는 효과적인 것처럼 보이지만 심각한 출혈 위험으로 인해 사용이 제한됩니다. 나노의학은 이러한 맥락에서 중대한 영향을 미칠 수 있으며, 섬세한 (바이오)의약품이 도중에 분해되지 않도록 보호하고 목표 및 주문형 방식으로 전달을 가능하게 합니다. 우리는 항바이러스제와 면역억제제를 사용한 이중 치료 접근법을 포함하여 코로나19로 인한 혈전 염증에 대한 나노의학을 개발하는 데 적용할 수 있는 가장 유망한 나노캐리어 시스템과 설계 전략에 대한 개요를 제공합니다. 결과적으로 표적화되고 부작용이 없는 치료는 현재 진행 중인 코로나19 대유행에 맞서 싸우는 데 큰 도움이 될 수 있습니다.

코로나바이러스 질환 2019(COVID-19) 대유행은 전 세계적으로 의료 시스템에 계속 부담을 주고 있으며, 20222221년 9월 기준 전 세계적으로 6억 1,560만 건의 사례와 650만 명의 사망자가 보고되었습니다. 코로나19는 중증 급성 호흡기 증후군 코로나바이러스 2의 (재)감염과 관련이 있습니다. (SARS-CoV-2)은 다양한 증상과 합병증을 유발할 수 있습니다. Delta(B.1.617.2) 및 Omicron(B.1.1.529)과 같은 우려되는 새로운 변종의 출현과 많은 국가에서 낮은 예방 접종률로 인해 이 전염병의 영향은 가까운 미래에 느껴질 가능성이 높습니다. 특히 SARS-CoV-2와 관련된 사망률에 해로운 것은 응고항진 상태를 유발하는 경향이 있으며, 그 결과 중환자실에 입원한 환자의 사고율이 49%에 달하는 등 코로나19로 인한 혈전증2이 광범위하게 보고되었습니다3. 보고에는 동맥, 정맥 및 미세혈관 혈전증이 포함되며 가장 일반적으로 발생하는 폐색전증, 뇌졸중, 심부 정맥 혈전증(DVT) 및 심근경색을 빈도 순으로 나타냅니다3. 혈전성 지표와 환자 사망률 사이의 높은 상관관계도 확립되었으며, 이는 현재의 치료 접근법을 개선할 필요가 있음을 나타냅니다2. 더욱이, 최근 연구에 따르면 입원하지 않았더라도 코로나19 환자의 경우 혈전색전증을 포함한 심혈관 질환에 대한 장기적인 위험이 상당히 높은 것으로 나타났습니다4. 따라서, 코로나19 관련 혈전증은 앞으로도 한동안 주요 과제로 남을 가능성이 높습니다.

코로나19로 인한 혈전증의 여러 측면은 기존 혈전증에 비해 독특한 문제를 안겨줍니다. 코로나19와 관련되지 않은 혈전증에서는 일반적으로 죽상동맥경화반이 파열되어 혈액이 혈전촉진 자극제에 노출되어 응고가 유발되어 죽상혈전증이 발생합니다. 이러한 플라크는 종종 잘못된 식습관, 운동 부족 및/또는 흡연으로 인해 발생합니다5. 대조적으로, 코로나19 관련 혈전증은 건강한 사람에게서 상대적으로 자주 발생하며, 이는 다른 활성화 경로가 원인임을 시사합니다6. 일반적인 이론은 SARS-CoV-2가 혈관 내피 세포를 감염시켜 혈관벽을 손상시키고 전신 면역 반응을 유발하여 면역혈전증을 일으킬 수 있다는 것입니다(그림 1)7. 이 도식의 병태생리학, 특히 면역 반응은 단순화되어 있다는 점에 유의해야 합니다. 왜냐하면 여러 신호 전달 경로가 아직까지 제대로 이해되지 않았기 때문입니다. 그럼에도 불구하고 최근 게시된 리뷰에서 더 심층적인 설명이 제공되었습니다7,8.

혈전증은 과도한 면역 반응을 자극하는 SARS-CoV-2 감염으로 인한 내피 손상의 결과인 것으로 보입니다. 관련된 경로는 아직까지 매우 복잡하고 잘 이해되지 않기 때문에 단순화되었다는 점에 유의해야 합니다. 이러한 면역 반응에 이어 조직 인자(노란색으로 표시)의 상향 조절과 혈소판 활성화에 의해 혈전 형성이 자극됩니다. von Willebrand 인자, VIII 인자 및 종양 괴사 인자-α를 포함하여 여러 가지 다른 응고 표지자도 관련되어 있다는 점에 유의해야 합니다. 마지막으로, 플라스미노겐 활성화 인자 억제제-1(PAI-1)의 상향 조절은 내인성 혈전용해 경로를 억제하여 혈전 파괴를 방지합니다. BioRender.com으로 만든 그림.

10 μm are able to occlude lung capillaries47. Localized accumulation of nanoparticles may be achieved through decoration of the particles with ligands with affinity for components of the thrombi, which has widely been investigated for treatment of conventional atherothrombosis (Table 1). As these components also play a central role in COVID-19-induced thrombosis, decoration of nanoparticles with such ligands may be highly beneficial. It should be noted that the functional optimization of active targeting is complex; for example, a study showed that only 3.5% of proteins conjugated to a particle had an appropriate orientation for receptor recognition48, and that the ligand surface density can affect targeting too49. Furthermore, the addition of targeting ligands adds complexity; hence, scalability must be considered to ensure high translational potential./p> RBC > inactivated platelets. As 81% of platelet membrane proteins are preserved in the coating, one might expect use of such activated platelet membranes may worsen thrombosis due to the activation of thrombogenesis27. However, despite the presence of adhesion-associated proteins αIIb/β3, CD62p and P-selectin, no effect on aggregation of other platelets was observed27. Nonetheless, it is critical to consider the source of platelet membrane to prevent potential (allogeneic) immune response. Finally, the therapeutic agent must also be considered. For instance, the Gong group utilized RBC-coated nanoparticles, as the incorporated drug (tirofiban) is an antagonist of the platelet αIIb/β3 receptor and could potentially compromise the targeting capability of an activated platelet membrane64./p>

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