
포항공대(포스텍)는 화학공학과 차형준 교수·정연수 박사 연구팀이 경북대 융합학부 의생명융합공학과 조윤기 교수팀과 공동연구를 통해 홍합의 접착단백질, 빛과 전자를 이동시키는 멍게의 카테콜·바나듐 복합체를 모방한 광 감응성·접착성 나노폭탄을 개발했다고 16일 밝혔다.
광 감응성은 외부 빛에 따라서 특성이 변화하는 성질을 가리킨다.
몸속에는 체액이 존재해 여러 치료제를 특정 암 부위에만 동시에 전달하는 것은 어려움이 많았다.
그중에서도 광 감응성이 있는 약물 전달체는 금, 탄소, 플라스틱과 같은 합성고분자 기반 나노입자로 만들었다.
이 때문에 몸속에서 잘 사라지지 않아 전신 독성 위험이 있고 빛을 흡수해 열을 만들어내는 효율이 낮아 치료 효과에 한계가 있었다.
연구팀은 멍게에서 빛과 전자가 이동하도록 돕는 카테콜·바나듐 결합을 홍합접착단백질에 적용해 나노입자를 만들었다.
이 나노입자에 적외선을 쬐면 5분 안에 50도까지 온도가 올라가고 광열 전환 효율도 약 50%로 우수한 것으로 나타났다.
강한 접착력으로 암세포에 오래 머물 뿐만 아니라 생체적으로 적합하고 잘 분해되는 홍합접착단백질로 만들어져 기존 광 감응성 소재의 한계였던 낮은 안전성을 극복하기도 했다.
이 나노폭탄은 빛을 비추는 특정 부위에만 열을 발생시키고 항암 효과가 있는 일산화질소를 생성함과 동시에 항암제를 방출해 광열·기체·약물의 삼중복합치료를 한다고 연구팀은 밝혔다.
동물 대상으로 전임상시험을 한 결과 광열치료만 했을 때는 치료 시작 약 15일 뒤부터 종양이 다시 자라났지만 나노폭탄으로 삼중복합치료를 하면 약 한 달간 종양이 관측되지 않을 정도로 지속적인 효과가 나타났다.
이 연구 결과는 재료과학 분야 세계적 학술지인 '어드밴스트 헬스케어 머티리얼스' 12월호 표지논문으로 선정됐다.
차형준 교수는 "하나의 나노입자로 다양한 치료제를 국소적으로 투여할 수 있고 하나의 자극으로 복합치료요법을 손쉽게 조절할 수 있어 향후 암 환자의 치료에 효과적으로 사용될 수 있다"고 설명했다.
/연합뉴스