암세포만 집중 공격 ‘나노 항암제 폭탄’ 개발

포스텍 차형준 교수팀
나노폭탄 치료 한 달간 종양 억제

차형준 교수

국내 연구팀이 홍합과 멍게의 특성을 모사해 암세포만 집중적으로 공격하는 ‘나노 항암제 폭탄’을 만들었다.

포스텍은 화학공학과 차형준 교수팀이 홍합의 접착단백질과 빛과 전자를 이동시키는 멍게의 카테콜·바나듐 복합체를 모방한 광 감응성·접착성 나노폭탄을 개발했다고 16일 밝혔다.

‘광 감응성’이란 외부의 빛에 따라서 특성이 변화하는 성질을 의미한다. 암은 여러 생물학적 경로를 통해 발생하기 때문에 한 가지 약물로 치료하는 방법보다는 다양한 치료를 병행하는 방법이 주로 이용된다.

그러나 체액이 존재하는 몸속에서 여러 치료제를 특정한 암 부위에만 동시에 전달하기는 매우 어려웠다. 그중에서도 광 감응성이 있는 약물 전달체는 주로 금, 탄소, 또는 플라스틱과 같은 합성고분자 기반의 나노입자로 만들어졌다.

그로 인해 몸속에서 잘 사라지지 않아 전신 독성의 위험이 있었고, 빛을 흡수해 열을 만들어내는 광열 전환(Photothemal Conversion) 효율이 낮아 치료 효과에 한계가 있었다.

차 교수팀은 멍게에서 빛과 전자가 이동하도록 돕는 카테콜·바나듐 결합을 홍합접착단백질에 적용해 나노입자를 만들어 냈다. 이 나노입자에 적외선을 쬐면 5분 안에 50℃까지 온도를 높일 수 있고 광열 전환 효율도 약 50％로 우수했다. 또 강한 접착력으로 암세포에 오래 머물 뿐만 아니라 생체적으로 적합하고 잘 분해되는 홍합접착단백질로 만들어져 기존 광 감응성 소재의 한계였던 낮은 안전성을 극복하기도 했다.

동물 대상의 전임상시험 결과 광열치료만 했을 때는 치료 시작 약 15일 뒤부터 종양이 다시 자라난 것과 달리, 나노폭탄으로 삼중복합치료 시 약 한 달간 종양이 관측되지 않을 정도로 지속적인 효과가 나타났다.

차형준 교수는 “하나의 나노입자로 다양한 치료제를 국소적으로 투여할 수 있고 하나의 자극으로 복합치료요법을 손쉽게 조절할 수 있어 향후 암 환자의 치료에 효과적으로 사용될 수 있다”고 말했다.

/이시라기자

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