[라포르시안] 암세포의 치료율을 높이는 나노 합성물질이 국내 연구진에 의해 개발됐다.
연세대의대 의생명과학부 남기택(사진)·유성숙 교수와 이화여대 자연과학대학 윤주영 교수팀은 첨단 나노 기술을 이용해 합성한 항암물질을 유방암 세포에 근접시킨 후 레이저를 조사해 활성화시킨 결과, 높은 암세포 사멸효과를 거뒀다고 8일 밝혔다.
많은 환자들이 수술 후 남은 암세포를 제거하기 위해 방사선치료를 받는다. 그러나 '저산소 상태'의 암세포는 높은 비율로 살아남아 다시 성장과 증식을 한다.
이들 저산소 상태의 암세포는 항암 방어기전이 더 완강해 방사선 조사량과 치료 횟수, 항암약물 병행 치료가 불가피해 환자와 의료진에게 큰 부담과 고민거리였다.
연구팀은 이런 저산소 상태의 암세포를 사멸시키는 치료법으로 '광역학 치료법(PDT)'에 주목했다.
광역학 치료는 암 환자에게 치료제를 주사한 후 인체에 해가 없는 적외선 영역대의 레이저 빛을 암 발생 부위에 조사해 치료제 내 광민감제의 화학반응을 유도해 활성산소를 만드는 원리인데, 방사선 치료와 같이 활성산소로 암세포의 사멸을 유도한다.
관건은 치료제가 암세포에만 달라붙는 선택성을 높이고 주변 정상조직은 영향을 최소화하는 기술을 개발하는 것이다.
이에 연구팀은 첨단 '초분자 나노구조' 기술을 통해 아연 프탈로시아닌(Zinc(II)phthalocyanine)유도체 'Pcs'를 광민감제로, 항암물질인 미톡산드론 (Mitoxantron, MA)의 합성물질인 'Pcs-MA'을 만들었다.
새 합성물질의 항암효과를 검증하기 위해 마우스를 이용한 다양한 비교대조군 실험을 시행했다.
난치성 유방암으로 알려진 '삼중양성유방암' 세포주를 마우스에 이식시켜 암세포를 발현시킨 후 광민감제 Pcs, 항암물질 MA, 광민감제Pcs+항암물질MA 합성물질 세 가지를 각각 투여하고 암 부위에 레이저를 1회만 조사했다.
20일이 지난 후 마우스의 암세포 크기를 측정한 결과 광민감제Pcs와 항암물질 MA를 단독 투여한 마우스는 암세포가 약 400%나 증가했다.
반면 광민감제 Pcs+항암물질MA 합성물질은 80% 이상의 암세포 축소 효과를 나타냈다.
남기택 교수는 "광민감제 Pcs가 레이저에 의해 활성화되면서 발생하는 활성산소와 항암물질 MA에 의한 이중 항암 효과가 기대 이상의 암세포 사멸 효과를 보였다"고 말했다.
남 교수는 "또 암세포의 저산소 상태를 보여주는 'HIF1-alpha'가 줄어들면서 세포 내 산소수치가 상승해 광민감제 Pcs의 활성이 더 활발해지면서 세포 사멸효과가 커지는 것도 부수적으로 확인했다"면서 "Pcs-MA가 어떠한 원리로 암세포의 저산소 상태를 개선시키는지 밝혀낸다면 많은 난치성 암 치료에 새로운 돌파구가 될 수 있을 것"이라고 기대했다.
연구팀은 유방암을 비롯한 간암, 위암 등 다양한 고형암세포에 대한 Pcs-MA 새 합성물질을 활용한 광역학치료의 사멸 효과 연구를 추가적으로 진행할 계획이다.
이 연구결과는 국제적인 나노과학 학술지인 ‘'국화학회 나노(ACS Nano, IF 13.9)'지 최근호에 발표됐다.