국내 연구팀이 홍합과 멍게 특성을 모사해 암세포만 집중 공격하는 '나노 항암제 폭탄'을 개발했다.

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.