경희대 연구진, 신개념 표적 항암제 가능한 나노 복합체 개발

▲김도경 경희대 의과대학 교수(왼쪽부터), 안종민 박사후연구원, 강지수 석사과정

[에너지경제신문 김철훈 기자] 경희대학교(총장 한균태) 연구진이 암세포를 표적해 제거하는 새로운 나노 복합제 신소재를 개발, 새로운 개념의 표적 항암제 개발 가능성을 열었다.

15일 경희대에 따르면, 경희대 의과대학 김도경 교수 연구팀은 최근 암세포의 특이적 생체 반응을 바탕으로 암 특이적 영상화 및 화학·광역학에 기반한 항암 나노치료제를 개발했다.

김도경 교수 연구팀이 활용한 ‘광역학치료(PDT)’는 부작용이 적은 항암치료로 주목받는 방식이다.

기존 일반적 항암치료는 독성 항암제를 사용하는 ‘화학치료’로, 이는 세포 특이성이 낮아 암세포와 함께 정상세포도 제거하는 부작용이 따른다.

광역학치료는 ‘광감각제’가 특정 파장의 빛에 반응해 활성산소종(ROS)을 형성해 암세포와 그 이전 단계의 세포를 감소시키는 기술이다.

이러한 광역학치료 광감각제의 임상시험은 최근 국내외에서 활발하게 계획 중이며, 이는 광역학치료가 향후 새로운 항암치료 기법으로 폭넓게 활용될 가능성을 보여준다.

그러나 광감각제는 암의 활성산소종 내성으로 종양 미세환경에서 치료 효과가 줄어들어 효과적으로 작용하지 못 할 수 있는 점이 한계로 지적된다.

이번에 김도경 교수 연구팀은 종양 미세환경 내에 생체 분자인 ‘글루타티온’이 과발현되는 현상에 착안, 글루타티온과 효과적으로 상호작용하는 ‘니트로벤젠-구리 나노 복합체’ 기반 나노치료제 개발에 성공했다.

김 교수 연구팀이 개발한 치료제는 구리의 환원과 글루타티온의 산화로 활성산소종을 방출한다.

이 과정에서 나노 복합체가 활성화돼 형광을 방출하고, 광감각제로의 구조 변화를 거치면서 화학치료와 광역학치료를 동시에 가능하게 한다.

이 나노 복합체는 정상세포에서 매우 낮은 독성을 보였지만 암세포에서는 특이적인 형광 방출과 활성산소종의 생성으로 치료 효과를 보여줬다.

김 교수 연구팀은 이를 세포 수준뿐만 아니라 동물실험에도 적용해 종양 조직의 단백질을 분석했다. 그 결과, 나노 치료제가 작용한 초기 암에서 활성산소종으로 인한 면역 반응인 암세포의 혈관신생을 억제하는 ‘항 혈관신생’ 효과가 있었다. 암의 확장을 억제하는 효과를 직접 확인한 것이다.

이번 연구 결과는 프로그래밍된 광역학적 암 치료를 위한 자가 활성화 나이트로벤젠-시스테인-구리(II) 나노 복합체’라는 제목의 논문으로 최근 세계적 학술지인 ‘저널 오브 더 아메리칸 케미칼 소사이어티’에 게재됐다.

이 학술지의 편집자들은 이번 성과에 대해 "체계적인 화학적 설계가 나노 의학과 융합돼 획기적인 항암 치료제 개발 가능성을 증명한 탁월한 사례"라고 평가했다.

김도경 교수는 "알려지지 않은 새로운 개념의 신소재 발굴에 집중된 연구를 많이 진행하고 있다"며 "기존에 알려지지 않은 물질 구조와 이의 생물학적 응용이나 원천기술 확보도 가능하고, 우수한 저널에 게재되기도 한다. 이번 연구도 같은 경우"라고 설명했다.

김 교수는 "향후 이번 연구 결과를 바탕으로 다양한 차세대 의약품이 발굴될 가능성이 있다"며 "이 분야의 선두 주자로 더욱 정진하겠다"고 덧붙였다.

이번 연구는 보건복지부 한국 보건기술 연구개발 사업, 한국연구재단의 바이오 의료기술 개발 사업 및 기초 연구기관 사업 등의 지원으로 수행됐다.

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