KAIST, 아픈 부위만 치료하는 나노신약 개발

나노입자에 화학약물 붙여 특정 장기로 전달, 맞춤형으로 치료

인간의 특정 장기에만 약물을 전달, 치료하는 맞춤형 나노신약이 개발됐다.

KAIST(총장 이광형)는 생명과학과 전상용 교수와 화학과 이희승 교수 연구팀이 공동으로 체내에서 여러 생물학적 상호작용에 관여하는 당질 층을 모방한 인공 탄수화물 나노입자 수십종을 합성한뒤 이를 특정 장기로 보내 치료하는 나노신약을 개발하는데 성공했다고 3일 밝혔다.

연구팀은 현재 간이나 신장, 비장에 대해 동물 실험을 진행, 치료 약물이 효과적으로 전달되는 것을 확인했다. 향후에는 약물전달이 어려운 뇌나 심장 실험도 진행할 계획이다.

나노신약을 개발한 KAIST 전상용 생명과학과 교수(왼쪽)와 김도현 석박사통합과정 연구원. (사진=KAIST)

전상용 교수는 "나노입자에 저분자 화학약물을 붙여 아픈 부위로 보내 치료하는 새로운 맞춤형 치료법을 개발했다"고 설명했다.

연구팀은 다섯 가지 단당류 단위체를 기반으로 '인공 탄수화물 나노입자 (GlyNP)’ 라이브러리 수십 종을 합성했다. 이를 간, 신장, 비장, 폐, 심장, 뇌에 대해 선택적으로 작용하는 인공 탄수화물 나노입자 후보군을 가려냈다.

간과 신장, 비장에 대해서는 동물실험까지 완료했다. 나노입자 전달이 어려운 뇌나 심장은 나노입자만 찾아놨다. 향후 동물실험을 진행할 계획이다.

전상용 교수는 "이 약물전달시스템을 이용하면 독성을 낮추고 효능을 크게 올릴 수 있을 것"이라며 "기존에 가능하지 않았던 장기별 질병 치료에 한 걸음 더 나아갈 수 있을 것으로 기대한다"고 덧붙였다.

KAIST가 새로운 나노신약을 개발했다. 사진은 나노입자 선별 과정 및 평가 모식도.

이 연구는 KAIST 생명과학과 김도현 석박사통합과정 연구원 및 황창희 박사가 공동 제1 저자로 참여했다.

연구결과는 재료공학 분야 국제 학술지인 `어드밴스드 머티리얼즈' 온라인판(3월 15일자) 뒷표지 논문과 화제의 논문으로 각각 게재됐다. 또 제30회 삼성휴먼테크논문대상 생명공학 & 생명과학(Bio engineering & Life Science) 분야에서 장기별 맞춤형 치료의 새로운 전략을 제시한 성과로 은상을 수상했다.

예산은 지난 2018년부터 한국연구재단 리더연구사업(종양/염증 미세환경 표적 및 감응형 정밀 바이오-나노메디신 연구단)에서 매년 8억 원, 선도연구센터사업(멀티스케일 카이랄 구조체 연구센터, CMCA)에서 매년 15억 원을 받았다.