국내 연구진, 암세포만 찾아 없애는 기술 개발

부작용 적고 시술성공률 높은 차세대 항암치료 기대

국내 연구진이 정상세포의 손상을 최소화하면서 암세포만을 표적 치료하는 기술을 개발했다.

미래창조과학부는 기초연구지원사업 등의 지원을 받아 연구를 수행한 민달희 서울대 교수 연구팀이 빛에 반응하는 화학물질(광감작제)를 활용해 암세포를 골라 없애는 기능성 2차원 광감작제-나노시트 복합체를 최초로 개발했다고 23일 밝혔다.

2차원 광감작제-나노시트 복합체는 암세포만을 선택적으로 없애기 때문에 정상조직의 손상을 최소화할 수 있으며, 기존 광역동 치료에 비해 난용성(물에 잘 녹지 않는 성질) 광감작제 투여량을 1/10로 줄여도 치료효과를 가진다. 또한 암세포 치료 후 복합체가 체내에서 분해되기 때문에 독성이 적다.

기존의 반복적인 항암제 투여와 방사선 치료법 등의 항암치료는 경제적 부담과 많은 전신 부작용을 야기하는 단점이 있다. 광역동치료는 기존 항암치료와 달리 인체에 무해한 빛을 사용해 국소적인 암세포 치료가 가능하므로 정상 세포의 손상을 최소화하기 때문에 암치료의 새로운 대안으로 부각되고 있다.

그러나 광역동치료에 사용되는 핵심 물질인 광감작제는 대부분 물에 잘 녹지 않으며, 투여된 광감작제가 정상조직에도 남기 때문에 햇볕을 쬐면 체내에 잔존한 광감작제에 의해 발생하는 활성산소가 피부를 심각하게 손상시키는 등 부작용을 유발한다.

종양 동물모델 실험을 통한 광감작제-나노시트 복합체의 암세포 특이적 광역동 항암치료 효과 확인

연구팀은 기존 광역동치료의 한계를 극복하기 위해 혈액 내 안정성이 높고 암세포 내 환경에서는 쉽게 분해되는 이산화망간 나노시트에 주목하여, 암세포에만 선택적으로 광감작제를 전달할 수 있는 기능성 나노시트를 개발했다.

많은 암세포에는 엽산 수용체가 과다 발현되어 있기 때문에, 엽산을 도포한 나노시트를 사용하면 선택적으로 암세포에만 나노시트가 전달되고 축적이 가능하다는 아이디어를 기반으로 엽산이 도포된 이산화망간 나노시트를 합성했다.

생쥐 실험에서 기존의 광감작제 투여량 대비 10%만 혈관 투여하여도 뛰어난 항암효과를 보였으며, 암세포 표적 광역동치료 효과를 획기적으로 개선했다.

기능성 나노시트의 특성을 활용해, 항암제의 투여량을 획기적으로 낮추면서 부작용이 적고 효과적인 치료가 가능한 신개념의 항암치료 제형으로 사용될 수 있을 것으로 예상되며, 동물모델에서 확인된 우수한 항암효과 결과를 기반으로 앞으로 임상시험을 통해 항암제 시장에 진입할 수 있을 것으로 기대한다. 특히 피부암, 폐암, 식도암, 자궁경부암 등에 대한 광역동치료 시술 성공률을 크게 향상시킬 것으로 기대한다.

이 연구는 응용화학 분야 국제학술지인 투디 머티리얼즈(2D Materials) 4월 11자에 게재됐다.

민달희 교수는 “폐암, 식도암, 자궁경부암 등 다양한 난치성 암 치료에 적용할 수 있을 것"이라며, "부작용이 적고 시술성공률이 높은 차세대 항암치료 기술로 발전시키는데 기여할 것으로 기대된다”라고 설명했다.