민달희 서울대 연구팀, 암세포만 찾아 없애는 생체친화적 암치료 기술 개발

교신저자인 민달희 교수(왼쪽)와 제1저자 김성찬 연구원(오른쪽) [사진=미래창조과학부 제공] 

아주경제 한준호 기자 = 민달희 서울대 교수 연구팀이 빛에 반응하는 화학물질을 활용해 암세포만을 골라서 없애는 기능성 2차원 광감작제-나노시트 복합체를 최초로 개발됐다. 

2차원 광감작제-나노시트 복합체는 암세포만을 선택적으로 없애기 때문에 정상조직의 손상을 최소화할 수 있으며, 기존 광역동 치료에 비해 난용성 광감작제 투여량을 10분의1로 줄여도 치료효과를 갖게 된다. 또한 암세포 치료 후 복합체가 체내에서 분해되기 때문에 독성이 적다는 게 특징이다.

민달희 서울대 교수 연구팀의 연구는 응용화학 분야 국제학술지인 투디 머티리얼즈(2D Materials) 4월 11자에 게재됐다.

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

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

이에 따라 넓은 표면적을 가진 시트 표면에 난용성 광감작제를 효과적으로 적재하고, 체내 투여 시 혈액 내에서 분해나 분리되지 않고 안정성을 유지해 무분별한 광감작제의 방출을 억제한다. 일단 암세포 내로 들어간 나노시트는 암세포 내에 높은 농도로 존재하는 글루타치온(Glutathione, GSH)에 의해 완벽하게 분해되면서 적재된 광감작제가 방출되는 것을 종양 동물 모델을 통해 확인했다.

동물실험을 통해 기존의 광감작제 투여량 대비 10%만 혈관 투여해도 뛰어난 항암효과를 보였으며, 암세포 표적 광역동치료 효과를 획기적으로 개선했다.

정상세포의 손상을 최소화하면서 암세포만을 표적 치료하는 생체적합한 기능성 2차원 나노시트의 개발로, 항암제의 투여량을 획기적으로 낮추면서 부작용이 적고 효과적인 치료가 가능한 신개념의 항암치료 제형으로 사용될 수 있을 것으로 예상된다.

동물모델에서 확인된 우수한 항암효과 결과를 기반으로 앞으로 임상시험을 통해 항암제 시장에 진입할 수 있을 것으로 기대되며, 특히 피부암, 폐암, 식도암, 자궁경부암 등에 대한 광역동치료 시술 성공률을 크게 향상시킬 것으로 전망된다.

민달희 교수는 “이 연구는 정상세포의 손상을 최소화하면서 암세포만을 표적 치료하는 생체적합적인 2차원 나노시트를 개발한 것"이라며 "폐암, 식도암, 자궁경부암 등 다양한 난치성 암 치료에 적용할 수 있을 것이고, 부작용이 적고 시술성공률이 높은 차세대 항암치료 기술로 발전시키는 데 기여할 것으로 기대된다”고 연구의 의의를 설명했다.