독성을 감추고 암세포에 붙어 있다가 빛을 쏘이면 암세포에 독성을 발휘하는 지능형 항암제가 국내 연구진에 의해 처음으로 개발됐다.
가톨릭대학교 생명공학전공 이은성 교수팀은 산도(pH)가 낮은 환경에서 빛을 받으면 독성을 내는 지능형 고분자 항암제를 개발했다고 밝혔다.
일반적인 우리 신체 조직과 혈액의 산도는 pH7.4다. 반면 암세포는 비정상적으로 빠르게 증식해 산소가 부족한 탓에 pH7 미만의 약산성을 띄게 된다. 이 교수팀은 이런 암세포의 특성에 착안, 빛에 노출됐을 때 산도 pH6.8 내외에서만 독성을 발휘하는 고분자 약물체를 만들어냈다.
이 교수팀은 생체고분자인 글리콜키토산(GCS)을 바탕으로 산도를 감지하는 기능을 가진 소재(DEAP)와 빛에 반응하는 광독성 물질(Ce6), 그리고 폴리에틸렌글리콜(PEG)을 화학적으로 결합시켰다. 그 결과 정상적인 산도에서는 고분자체가 서로 엉켜 독성 물질을 억제하지만, 약산성 환경에서는 고분자 사슬이 풀리면서 독성 물질이 노출되고 빛에 민감한 성질이 회복되어 강한 독성을 띄는 물질을 만들어냈다.
암세포는 정상세포보다 빨리 자라는 과정에서 주변 혈관에 구멍이 생긴다. 이 교수팀이 만든 고분자항암체는 그 구멍보다 작은 크기의 나노입자로 만들어졌다. 따라서 인체 내에서 정상세포에는 접근하지 않고 암세포에만 접근하게 된다.
이처럼 정상 조직과 세포에는 영향을 미치지 않고 암세포에만 달라 붙어 있다가 빛을 쏘여주면 암세포를 공격하는 형태는 고대 그리스 군이 트로이 목마를 이용해 방심한 트로이를 물리친 과정과 흡사하다.
항암제를 투여하고 암부위에 빛을 쏘여 암세포를 죽이는 기존의 광역학치료(Photodynamic Therapy)에서는 항암제가 신체 전반에 퍼져 있기 때문에 환자가 정상적으로 야외활동을 할 수 없다는 단점이 있다. 몸이 빛에 노출되면 항암제가 다른 정상세포까지 공격하기 때문이다. 반면 이번에 개발된 지능형 고분자 항암제는 암세포에만 작용하기 때문에 치료 환자의 삶의 질을 높일 수 있다는 장점이 있다.
이번 연구결과는 독일의 세계적 화학 학술지 앙게반테 케미(Angewandte Chemi) 국제판(impact factor=11.829) 2월 11일자에 실렸다. 이은성 교수는 “기존 연구들이 주로 항암제를 전달하는 전달체에 고분자를 적용해 연구해온 반면 이번 연구는 항암제 자체를 고분자로 구성했다는 점, 또한 기존 물질들을 재배치해 조합한 항암제라 신약개발 과정에 걸리는 시간을 줄일 수 있고 화학반응이 쉬워 대량생산에 유리하다는 점 등이 높게 평가받은 것 같다”고 말했다.
이번 연구는 한국연구재단 지역대학우수과학자연구사업, 지식경제부 소재원천기술개발사업, 경기도지역협력연구센터사업(GRRC)의 지원을 받아 이뤄졌다.
기사최종편집일: 2024-04-19 17:18:24
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